(57)【要約】【課題】磁気接合、磁気メモリ、改善された特性を有する磁気接合を提供するための方法、及びシステムが提供される。【解決手段】本発明による方法及び装置はＲＩＥチャンバー及びイオンミリングチャンバーを含む。複数のチャンバーは互いに連結され、磁気メモリが大気環境に露出されずにチャンバーの間を移動することができる。方法は磁気接合膜と磁気接合膜上にハードマスク膜を提供する。ハードマスクはＲＩＥを使用してハードマスク膜から形成される。磁気接合膜はＲＩＥエッチングの後、磁気メモリが大気環境に露出されずにイオンミリングされて各磁気接合の少なくとも一部を定義する。磁気接合が提供される。磁気接合は被固定膜、非磁性スペーサー膜及び自由膜を含む。自由膜は２０ｎｍ以下の幅を有し、書込み電流が磁気接合を通じて流れる時、スイッチすることができる。【選択図】図３
2014022751.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に多数の磁気接合を含む磁気メモリを製造するために使用される装置において、
反応性イオンエッチングチャンバーと、
イオンミリングチャンバーと、を含み、
前記反応性イオンエッチングチャンバー及び前記イオンミリングチャンバーが連結されることによって、前記磁気メモリが前記反応性イオンエッチングチャンバー及び前記イオンミリングチャンバーの間を大気環境に露出されずに移動することができる装置。
【請求項２】
前記反応性イオンエッチングチャンバー及び前記イオンミリングチャンバーに連結されるインターロックチャンバーをさらに含み、
前記インターロックチャンバーは前記大気環境から孤立され、前記磁気メモリを前記反応性イオンエッチングチャンバーと前記イオンミリングチャンバーとの間で前記大気環境に露出されずに移動するように許容する請求項１に記載の装置。
【請求項３】
少なくとも前記イオンミリングチャンバーに連結される蒸着チャンバーをさらに含み、
前記磁気メモリは前記イオンミリングチャンバーと前記蒸着チャンバーとの間を移動することができる請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記蒸着チャンバーは前記反応性イオンエッチングチャンバーに連結され、前記磁気メモリは前記蒸着チャンバーと前記反応性イオンエッチングチャンバーとの間を、前記大気環境に露出されずに移動することができる請求項３に記載の装置。
【請求項５】
磁気メモリでの使用のために基板上に少なくとも１つの磁気接合を提供する方法であって、前記磁気接合は書込み電流が前記磁気接合を通じて流れる時、多数の安定された磁気状態の間でスイッチすることができるように配置され、
前記少なくとも１つの磁気接合のための多数の磁気接合膜を提供することと、
前記多数の磁気接合膜上にハードマスク膜を提供することと、
反応性イオンエッチングを使用して前記ハードマスク膜からハードマスクを形成することと、
前記反応性イオンエッチングを遂行した後、前記磁気メモリを大気環境へ露出させずに前記多数の磁気接合膜をイオンミリングすることと、を含み、
前記多数の磁気接合膜をイオンミリングすることは前記少なくとも１つの磁気接合の各々の少なくとも一部を定義する方法。
【請求項６】
前記多数の磁気接合膜のイオンミリングの後に、前記少なくとも１つの磁気接合上にキャッピング膜を提供することをさらに含み、
前記多数の磁気接合膜をイオンミリングする段階の後、前記磁気メモリが大気環境に露出されない請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記多数の磁気接合膜をイオンミリングする段階は前記少なくとも１つの磁気接合を定義する請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記イオンミリング段階は前記少なくとも１つの磁気接合の各々の一部のみを定義し、
前記キャッピング膜を提供する段階の後に、前記磁気メモリを前記大気環境に露出させずに少なくとも１回の追加反応性イオンエッチングを遂行することをさらに含む請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記多数の磁気接合膜は第１基準膜、第１バリア膜、自由膜、第２バリア膜、及び第２自由膜を含み、
前記イオンミリング段階は第２基準膜を限定し、
前記少なくとも１回の追加反応性イオンエッチングは前記第２バリア膜、前記自由膜及び前記第１バリア膜の少なくとも一部を限定する請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記少なくとも１回の追加反応性イオンエッチングを遂行した後、少なくとも１回の追加イオンミリングを遂行することをさらに含み、
前記少なくとも１回の追加イオンミリングは、前記少なくとも１回の追加反応性イオンエッチングを遂行した後、前記磁気メモリが大気環境に露出されずに少なくとも１つの磁気接合の追加的な一部を限定することを含む請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記少なくとも１回の追加イオンミリング工程の後、少なくとも１つのキャッピング膜を提供することをさらに含み、
前記少なくとも１回の追加イオンミリングを提供する段階の後、前記磁気メモリは大気環境に露出されない方法。
【請求項１２】
被固定膜と、
非磁性スペーサー膜と、
自由膜と、を含み、
前記非磁性スペーサー膜は前記被固定膜及び前記自由膜の間に配置され、前記自由膜は２０ｎｍ以下の幅を有し、
書込み電流が前記磁気接合を通じて流れる時、前記自由膜は多数の安定な磁性状態の間でスイッチ可能であるように前記磁気接合が構成される、磁気メモリで使用される磁気接合。
【請求項１３】
前記磁気接合は多数の側面を含み、
前記非磁性スペーサー膜及び前記自由膜に対応する前記多数の側面の少なくとも一部を覆う第１キャッピング膜をさらに含む請求項１２に記載の磁気接合。
【請求項１４】
前記第１キャッピング膜及び前記磁気接合の多数の側面の追加領域を覆う再蒸着膜をさらに含む請求項１３に記載の磁気接合。
【請求項１５】
前記再蒸着膜を覆う第２キャッピング膜をさらに含む請求項１４に記載の磁気接合。
【請求項１６】
追加非磁性スペーサー膜と、
追加被固定膜と、をさらに含み、
前記追加非磁性スペーサー膜は前記自由膜及び前記追加被固定膜の間に配置される請求項１３に記載の磁気接合。
【請求項１７】
前記第１キャッピング膜は前記追加被固定膜、前記追加非磁性スペーサー膜、前記自由膜、及び前記非磁性スペーサー膜に対応する多数の側面の一部を覆う請求項１６に記載の磁気接合。
【請求項１８】
前記追加非磁性スペーサー膜及び前記被固定膜の間のＣｏＦｅＢ膜と、
前記第１キャッピング膜及び前記ＣｏＦｅＢ膜に対応する前記磁気接合の多数の側面の追加領域を覆う再蒸着膜と、をさらに含む請求項１７に記載の磁気接合。
【請求項１９】
多数の磁気格納セルと、
多数のビットラインと、を含み、
前記多数の磁気格納セルの各々は幅を有する少なくとも１つの磁気接合を含み、前記少なくとも１つの磁気接合は被固定膜、非磁性スペーサー膜、及び自由膜を含み、前記非磁性スペーサー膜は前記被固定膜及び前記自由膜の間に配置され、
書込み電流が前記磁気接合を通じて流れる時、前記自由膜が多数の安定された磁性状態の間でスイッチ可能であるように前記磁気接合は構成され、前記幅は２０ｎｍ以下である磁気メモリ。
【請求項２０】
前記多数の磁気格納セルは多数のカラムを含むアレイを形成し、前記カラムは２００ｎｍ以下のピッチを有する請求項１９に記載の磁気メモリ。
【請求項２１】
前記ピッチは１００ｎｍ以下である請求項２０に記載の磁気メモリ。
【請求項２２】
前記少なくとも１つの磁気接合の各々は多数の側面を含み、
前記少なくとも１つの磁気接合の各々は、前記非磁性スペーサー膜及び前記自由膜に対応する多数の側面の少なくとも一部を覆う第１キャッピング膜をさらに含む請求項１９に記載の磁気メモリ。
【請求項２３】
前記第１キャッピング膜及び前記少なくとも１つの磁気接合の各々の多数の側面の追加領域を覆う再蒸着膜をさらに含む請求項２２に記載の磁気メモリ。
【請求項２４】
前記少なくとも１つの磁気接合の各々は、前記再蒸着膜を覆う第２キャッピング膜をさらに含む請求項２３に記載の磁気メモリ。
【請求項２５】
前記少なくとも１つの磁気接合の各々は、追加非磁性スペーサー膜及び追加被固定膜をさらに含み、
前記追加非磁性スペーサー膜は前記自由膜及び前記追加被固定膜の間に配置される請求項２４に記載の磁気メモリ。
【請求項２６】
前記第１キャッピング膜は、前記追加被固定膜、前記追加非磁性スペーサー膜、前記自由膜、及び前記非磁性スペーサー膜に対応する多数の側面の領域を覆う請求項２４に記載の磁気メモリ。
【請求項２７】
前記少なくとも１つの磁気接合の各々は、
前記追加非磁性スペーサー膜及び前記被固定膜の間のＣｏＦｅＢ膜と、
前記第１キャッピング膜と前記ＣｏＦｅＢ膜に対応する前記磁気接合の多数の側面の追加領域とを覆う再蒸着膜と、をさらに含む請求項２６に記載の磁気メモリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁気メモリのような磁気装置で使用可能な磁気素子と、その磁気素子を使用する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気メモリ、特に磁性ランダムアクセスメモリ（ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｉｅｓ、ＭＲＡＭｓ）は高い読出し／書込み速度、優れた耐久性、不揮発性、及び作動の際に低い電力消耗の潛在性によって、関心が高まっている。ＭＲＡＭは磁性物質を格納−記録媒体として利用して情報を格納することができる。ＭＲＡＭの一形態はスピン伝達トルクランダムアクセスメモリ（ｓｐｉｎ  ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｔｏｒｑｕｅ  ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ、ＳＴＴ−ＲＡＭ）である。ＳＴＴ−ＲＡＭは磁気接合を通じて印加される電流によって、少なくとも一部に書き込まれる磁気接合を利用する。磁気接合を通じて印加されるスピン分極電流（ｓｐｉｎ  ｐｏｌａｒｉｚｅｄ  ｃｕｒｒｅｎｔ）は磁気接合で磁気モーメントのスピントルクを加える。その結果、スピントルクに反応する磁気モーメントを有する膜は目的とする状態にスイッチされることができる。
【０００３】
例えば、図１は一般的な磁気トンネルリング接合（ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ  ｊｕｎｃｔｉｏｎｓ、ＭＴＪ）１０を含む一般的なＳＴＴ−ＲＡＭ５を図示する。一般的なＭＴＪ１０はピッチぐらい離隔され、ｗの幅を有する。一般的に、ピッチは少なくとも２００乃至３００ｎｍ以上である。ＭＴＪ１０の幅は一般的に約９０乃至１２０ｎｍ以上である。しかし、例えば、最も近いＭＴＪから少なくとも３００ｎｍ以上離れた孤立されたＭＴＪ１０は２２ｎｍ以上の単位に製造され得る。一般的なＭＴＪ１０は、一般的に下部コンタクト（図示せず）上に配置され、一般的なシード膜１２を使用し、一般的な反強磁性膜（ａｎｔｉｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ、ＡＦＭ）１４、一般的な被固定膜（ｐｉｎｎｅｄ  ｌａｙｅｒ）１６、一般的なトンネルリングバリア膜（ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ  ｂａｒｒｉｅｒ  ｌａｙｅｒ）１８、一般的な自由膜（ｆｒｅｅ  ｌａｙｅｒ）２０、及び一般的なキャッピング膜２２を含む。上部コンタクト（図示せず）は一般的にＭＴＪ１０上に配置される。誘電キャッピング膜２４は一般的にＭＴＪ１０を覆う。
【０００４】
一般的な自由膜２０の磁化２１をスイッチさせるために、電流はＣＰＰ（面垂直電流、ｃｕｒｒｅｎｔ−ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ−ｔｏ−ｐｌａｎｅ）方向へ印加される。充分な電流が上部コンタクト及び下部コンタクトの間へ印加される時、一般的な自由膜２０の磁化２１が一般的な被固定膜１６の磁化１７と平行であるか、或いは反並行にスイッチされることができる。磁場配列（ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓ）での差異は互いに異なる磁気抵抗に対応し、それで一般的なＭＴＪ１０の互いに異なる論理状態（例えば、論理演算“０”及び論理演算“１”）に対応する。したがって、一般的なＭＴＪ１０のトンネルリング磁気抵抗（ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ  ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ、ＴＭＲ）の読出しによって、一般的なＭＴＪの状態が定められることができる。
【０００５】
図２は一般的なＳＴＴ−ＲＡＭ５での一般的なＭＴＪ１０を製造するための一般的な方法５０を図示する。段階５２を通じて、ＭＴＪ１０のためのスタックが蒸着され、マスクされる。例えば、膜１２、１４、１６、１８、２０及び２２は基板の表面を横切って蒸着され得る。ハードマスク膜（ｈａｒｄ  ｍａｓｋ  ｌａｙｅｒ）がまた蒸着される。ハードマスクはタンタルＴａ又はタングステンＷのような物質を包含することができる。
【０００６】
段階５４を通じて、ＳＴＴ−ＲＡＭ５のためのパターンが反応イオンエッチング（ｒｅａｃｔｉｖｅ  ｉｏｎ  ｅｔｃｈ、ＲＩＥ）を使用してハードマスクに変換される。一般的に、ＭＴＪ１０に対応するフォトレジストパターンがハードマスク上に提供される。フォトレジストマスクはＭＴＪが形成される領域を覆う。ＲＩＥチャンバーで、ハードマスクに適切な反応ガスを低い圧力で、一般的に数ｍＴｏｒｒの単位で導入する。例えば、フッ素Ｆ又は塩素Ｃｌは、タンタルＴａ又はタングステンＷハードマスクの場合に使用され得る。その後、ＲＩＥはフォトレジストマスクによって露出されたハードマスク膜の領域を化学的に除去する段階５４にしたがって遂行される。結果的に、フォトレジストマスクで現像されたパターンは段階５４でハードマスクに正確に変換される。
【０００７】
ＲＩＥが遂行されれば、段階５６を通じて、メモリ５を含む基板はＲＩＥチャンバーから取り出され、イオンミリングチャンバー（ｉｏｎ  ｍｉｌｌｉｎｇ  ｃｈａｍｂｅｒ）へ移動される。段階５６の間に、基板は一般的に大気環境（ａｍｂｉｅｎｔ）に露出される。即ち、メモリ５は空気中に露出される。その後、段階５８を通じて、ＭＴＪは傾斜イオンミリング（ａｎｇｌｅｄ  ｉｏｎ  ｍｉｌｌｉｎｇ）を通じて定義される。段階５８を遂行するために、イオンミリングチャンバーは例えば、１０−５Ｔｏｒｒ以下まで排気される（ｅｖａｃｕａｔｅ）。例えば、低い圧力は（例えば、イオンガンから発生された）イオンが基板の表面へ到達するようにし、ハードマスクによって露出されたＭＴＪスタックの一部を除去するようにする。段階５４で遂行されたＲＩＥとは異なり、段階５８は化学的な工程ではなく、物理的な工程であるとみなされる。それで、段階５８で使用されるイオンは、スタックの膜１２、１４、１６、１８、及び２０と化学的に反応しないことが望ましい。段階６０を通じて、一般的なキャッピング膜２４が蒸着され得る。一般的なＳＴＴ−ＲＡＭ５の製造が完成される。
【０００８】
一般的なＳＴＴ−ＲＡＭ５を製造することができても様々な問題点がある。段階５８で傾いたイオンミリングは、一般的なＳＴＴ−ＲＡＭ５のピッチが減少されることができる程度（ｅｘｔｅｎｔ）を制限し得る。その上、方法５０の収率（ｙｉｅｌｄ）が低い。例えば、一般的なＭＴＪ１０の電気的特性で大きな差異（ｖａｒｉａｔｉｏｎ）を有し得る。例えば、一般的なＭＴＪ１０のトンネルリング磁気抵抗ＴＭＲ及びＲＡ（抵抗面積積：ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ  ａｒｅａ  ｐｒｏｄｕｃｔ）は異なり得る。このような差異は一般的なＳＴＴ−ＲＡＭ５が使用されることができない程度に十分に大きくなり得る。それで、一般的な方法５０の収率が低いことがあり得る。
【０００９】
したがって、スピン伝達トルクメモリの性能を向上させ、性能の差異を減少させ、収率を増大させる方法及びシステムを必要とする。本明細書に記述された方法及びシステムは要求に対応する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許第７，６３９，４５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、磁気接合、磁気メモリ、改善された特性を有する磁気接合を提供するための方法、及びシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の概念にしたがう一実施形態は装置を提供する。前記装置は、基板上に多数の磁気接合を含む磁気メモリを製造するために使用される装置において、反応性イオンエッチングチャンバーと、イオンミリングチャンバーと、を含み、前記反応性イオンエッチングチャンバー及び前記イオンミリングチャンバーが連結されることによって、前記磁気メモリが前記反応性イオンエッチングチャンバー及び前記イオンミリングチャンバーの間を大気環境に露出されずに移動することができる。
【００１３】
本発明の一実施形態によれば、前記装置は、前記反応性イオンエッチングチャンバー及び前記イオンミリングチャンバーに連結されるインターロックチャンバーをさらに含み、前記インターロックチャンバーは前記大気環境から孤立されることができ、前記磁気メモリを前記反応性イオンエッチングチャンバーと前記イオンミリングチャンバーとの間で前記大気環境に露出されずに移動するように許容することができる。
【００１４】
本発明の他の実施形態によれば、前記装置は、少なくとも前記イオンミリングチャンバーと連結される蒸着チャンバーをさらに含み、前記磁気メモリは前記イオンミリングチャンバーと前記蒸着チャンバーとの間を移動することができる。
【００１５】
本発明のその他の実施形態によれば、前記蒸着チャンバーは前記反応性イオンエッチングチャンバーに連結され、前記磁気メモリは前記蒸着チャンバー及び前記反応性イオンエッチングチャンバーの間を、前記大気環境に露出されずに移動することができる。
【００１６】
本発明の概念にしたがう方法は、磁気メモリでの使用のために基板上に少なくとも１つの磁気接合を提供する方法であって、前記磁気接合は書込み電流が前記磁気接合を通じて流れる時、多数の安定された磁気状態の間でスイッチすることができるように配置され、前記少なくとも１つの磁気接合のための多数の磁気接合膜を提供することと、前記多数の磁気接合膜上にハードマスク膜を提供することと、反応性イオンエッチングを使用して前記ハードマスク膜からハードマスクを形成することと、前記反応性イオンエッチングを遂行した後、前記磁気メモリを大気環境へ露出させずに前記多数の磁気接合膜をイオンミリングすることと、を含み、前記多数の磁気接合膜をイオンミリングすることは前記少なくとも１つの磁気接合の各々の少なくとも一部を定義する。
【００１７】
本発明の一実施形態によれば、前記方法は、前記多数の磁気接合膜のイオンミリングの後に、前記少なくとも１つの磁気接合上にキャッピング膜を提供することをさらに含み、前記多数の磁気接合膜をイオンミリングする段階の後、前記磁気メモリが大気環境に露出されないこともあり得る。
【００１８】
本発明の他の実施形態によれば、前記多数の磁気接合膜をイオンミリングする段階は前記少なくとも１つの磁気接合を定義することができる。
【００１９】
本発明のその他の実施形態によれば、前記イオンミリング段階は前記少なくとも１つの磁気接合の各々の一部のみを定義し、前記キャッピング膜を提供する段階の後に、前記磁気メモリを前記大気環境に露出させずに少なくとも１回の追加反応性イオンエッチングを遂行することをさらに含むことができる。
【００２０】
本発明のその他の実施形態によれば、前記多数の磁気接合膜は第１基準膜、第１バリア膜、自由膜、第２バリア膜、及び第２自由膜を含み、前記イオンミリング段階は第２基準膜を限定し、前記少なくとも１回の追加反応性イオンエッチングは前記第２バリア膜、前記自由膜及び前記第１バリア膜の少なくとも一部を限定することができる。
【００２１】
本発明のその他の実施形態によれば、前記方法は、前記少なくとも１回の追加反応性イオンエッチングを遂行した後、少なくとも１回の追加イオンミリングを遂行することをさらに含み、前記少なくとも１回の追加イオンミリングは、前記少なくとも１回の追加反応性イオンエッチングを遂行した後、前記磁気メモリが大気環境に露出されずに少なくとも１つの磁気接合の追加的な一部を限定することを含むことができる。
【００２２】
本発明のその他の実施形態によれば、前記方法は、前記少なくとも１回の追加イオンミリング工程の後、少なくとも１つのキャッピング膜を提供することをさらに含み、前記少なくとも１回の追加イオンミリングを提供する段階の後、前記磁気メモリは大気環境に露出されないこともあり得る。
【００２３】
本発明の概念にしたがうその他の実施形態は磁気接合を提供する。前記磁気接合は、被固定膜と、非磁性スペーサー膜と、自由膜と、を含み、前記非磁性スペーサー膜は前記被固定膜及び前記自由膜の間に配置され、前記自由膜は２０ｎｍ以下の幅を有し、書込み電流が前記磁気接合を通じて流れる時、前記自由膜は多数の安定な磁性状態の間でスイッチ可能であるように、前記磁気接合が構成される磁気メモリで使用される。
【００２４】
本発明の一実施形態によれば、前記磁気接合は多数の側面を含み、前記非磁性スペーサー膜及び前記自由膜に対応する前記多数の側面の少なくとも一部を覆う第１キャッピング膜をさらに含むことができる。
【００２５】
本発明の他の実施形態によれば、前記磁気接合は、前記第１キャッピング膜及び前記磁気接合の多数の側面の追加領域を覆う再蒸着膜をさらに含むことができる。
【００２６】
本発明のその他の実施形態によれば、前記磁気接合は、前記再蒸着膜を覆う第２キャッピング膜をさらに含むことができる。
【００２７】
本発明のその他の実施形態によれば、前記磁気接合は、追加非磁性スペーサー膜と、追加被固定膜と、をさらに含み、前記追加非磁性スペーサー膜は前記自由膜及び前記追加被固定膜の間に配され得る。
【００２８】
本発明のその他の実施形態によれば、前記第１キャッピング膜は前記追加被固定膜、前記追加非磁性スペーサー膜、前記自由膜、及び前記非磁性スペーサー膜に対応する多数の側面の一部を覆うことができる。
【００２９】
本発明のその他の実施形態によれば、前記磁気接合は、前記追加非磁性スペーサー膜及び前記被固定膜の間のＣｏＦｅＢ膜と、前記第１キャッピング膜及び前記ＣｏＦｅＢ膜に対応する前記磁気接合の多数の側面の追加領域を覆う再蒸着膜と、をさらに含むことができる。
【００３０】
本発明の概念にしたがうその他の実施形態は磁気メモリを提供する。前記磁気メモリは、多数の磁気格納セルと、多数のビットラインと、を含み、前記多数の磁気格納セルの各々は幅を有する少なくとも１つの磁気接合を含み、前記少なくとも１つの磁気接合は被固定膜、非磁性スペーサー膜、及び自由膜を含み、前記非磁性スペーサー膜は前記被固定膜及び前記自由膜の間に配置され、書込み電流が前記磁気接合を通じて流れる時、前記自由膜が多数の安定された磁性状態の間でスイッチ可能であるように前記磁気接合は構成され、前記幅は２０ｎｍ以下である。
【００３１】
本発明の一実施形態によれば、前記多数の磁気格納セルは多数のカラムを含むアレイを形成し、前記カラムは２００ｎｍ以下のピッチを有することができる。
【００３２】
本発明の他の実施形態によれば、前記ピッチは１００ｎｍ以下であり得る。
【００３３】
本発明のその他の実施形態によれば、前記少なくとも１つの磁気接合の各々は多数の側面を含み、前記少なくとも１つの磁気接合の各々は、前記非磁性スペーサー膜及び前記自由膜に対応する多数の側面の少なくとも一部を覆う第１キャッピング膜をさらに含むことができる。
【００３４】
本発明のその他の実施形態によれば、前記磁気メモリは、前記第１キャッピング膜及び前記少なくとも１つの磁気接合の各々の多数の側面の追加領域を覆う再蒸着膜をさらに含むことができる。
【００３５】
本発明のその他の実施形態によれば、前記磁気メモリは、前記少なくとも１つの磁気接合の各々は、前記再蒸着膜を覆う第２キャッピング膜をさらに含むことができる。
【００３６】
本発明のその他の実施形態によれば、前記磁気メモリは、前記少なくとも１つの磁気接合の各々は、追加非磁性スペーサー膜及び追加被固定膜をさらに含み、前記追加非磁性スペーサー膜は前記自由膜及び前記追加被固定膜の間に配置され得る。
【００３７】
本発明のその他の実施形態によれば、前記第１キャッピング膜は、前記追加被固定膜、前記追加非磁性スペーサー膜、前記自由膜、及び前記非磁性スペーサー膜に対応する多数の側面の領域を覆うことができる。
【００３８】
本発明のその他の実施形態によれば前記少なくとも１つの磁気接合の各々は、
前記追加非磁性スペーサー膜及び前記被固定膜の間のＣｏＦｅＢ膜と、
前記第１キャッピング膜及び前記ＣｏＦｅＢ膜に対応する前記磁気接合の多数の側面の追加領域を覆う再蒸着膜と、をさらに含むことができる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明の一実施形態による装置の使用は、ハードマスク又は他の磁気接合の反応性イオンエッチング及びイオンミリングが大気環境に露出されずに遂行されることができる。結果的に、酸（ａｃｉｄ）の形成を防ぐことができる。従って、磁気接合の損傷を防止することができる。装置の使用は、装置を使用して形成された磁気接合の性能を向上させることができる。
【００４０】
その上、キャッピング膜のような膜は、反応性イオンエッチング及び／又はイオンミリングの後に蒸着されることができるが、工程の間で大気環境に磁気メモリが露出されないこともあり得る。従って、形成される磁気素子の追加損傷を減少させるか、或いは除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】一般的な磁気接合を含む磁気メモリを図示する。
【図２】一般的な磁気メモリのための磁気接合を製造する一般的な方法を図示する。
【図３】磁気メモリのための磁気接合を製造するための装置の一例示的な実施形態を図示する。
【図４】磁気メモリのための磁気接合を製造するための装置の他の例示的な実施形態を図示する。
【図５】磁気メモリのための磁気接合を製造するための装置のその他の例示的な実施形態を図示する。
【図６】前記装置を使用して磁気メモリの磁気接合を製造するための方法の一例示的な実施形態を図示する。
【図７】スピン伝達を通じてスイッチ可能な磁気接合の一例示的な実施形態を図示する。
【図８】スピン伝達を通じてスイッチ可能な磁気接合の他の例示的な実施形態を図示する。
【図９】スピン伝達を通じてスイッチ可能な磁気接合のその他の例示的な実施形態を図示する。
【図１０】磁気挿入層を使用し、スピン伝達を通じてスイッチ可能な磁気接合のその他の例示的な実施形態を図示する。
【図１１】スピン伝達を通じてスイッチ可能な磁気接合を製造するための方法の一例示的な実施形態を示す。
【図１２】製造の間にスピン伝達を通じてスイッチ可能な磁気接合の一例示的な実施形態を図示する。
【図１３】製造の間にスピン伝達を通じてスイッチ可能な磁気接合の一例示的な実施形態を図示する。
【図１４】製造の間にスピン伝達を通じてスイッチ可能な磁気接合の一例示的な実施形態を図示する。
【図１５】製造の間にスピン伝達を通じてスイッチ可能な磁気接合の一例示的な実施形態を図示する。
【図１６】製造の間にスピン伝達を通じてスイッチ可能な磁気接合の一例示的な実施形態を図示する。
【図１７】格納セルのメモリ素子での磁気接合を利用するメモリの一例示的な実施形態を図示する。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
例示的な実施形態は、磁気メモリのような磁気装置及び磁気接合として使用する装置で使用可能である磁気接合に関連する。下記の記載は当該技術で熟練された者が製造或いは使用することができるように記述され、特許明細書及びその要件が本明細書内で提供される。例示的な実施形態に対する多様な変更と、一般的な概念と、本明細書で記述された特徴は非常に明確である。例示的な実施形態は主に、特別な実行内で提供される特別な方法及びシステムの用語内で記述される。しかし、前記方法及びシステムは他の実行形態内で効率的に作動する。“例示的な実施形態（ｅｘｅｍｐｌａｒｙ  ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）”、“一実施形態（ｏｎｅ  ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）”及び“他の実施形態（ａｎｏｔｈｅｒ  ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）”のような句文は多数の実施形態のみだけでなく同一或いは異なる実施形態としてみなされ得る。実施形態は特定要素を有するシステム及び／又は装置に関連して記述される。しかし、前記システム及び／又は装置は図示されたものより多いか、或いは少ない要素を包含してもよく、前記要素の配列及び形態に対する多様な形態は、本発明の範囲から逸脱しないように行われる。例示的な実施形態はまた、特定の段階を有する特別な方法を文脈内で開示することがある。しかし、前記方法及びシステムは、異なる段階及び／又は追加した段階、及び例示的な実施形態とは一致しない他の順序の段階を有する他の方法に対して効率的に作動する。従って、本発明は、図示された実施形態に限定されることを意図しないが、本明細書内に記述された原理及び特徴に一致する最も広い範囲に一致する。
【００４３】
磁気接合を使用する磁気メモリのみならず磁気接合を提供する方法及び装置が記載される。例示的な実施形態は基板上の磁気接合を含む磁気メモリを提供する方法及び装置を提供する。装置はＲＩＥチャンバー及びイオンミリングチャンバーを含む。ＲＩＥ及びイオンミリングチャンバーが連結されることによって、ＲＩＥ及びイオンミリングチャンバーの間を、磁気メモリが大気環境に露出されずに移動することができる。一側面で、方法は磁気接合のための磁気接合膜を提供することと、磁気接合膜上にハードマスク膜を提供することと、を含む。方法はまた、ＲＩＥを使用してハードマスク膜からハードマスクを形成することと、ＲＩＥの後に、磁気メモリが大気環境に露出されずに磁気接合膜をイオンミリングすることを含む。磁気接合膜のイオンミリングの段階は各磁気接合の少なくとも一部を限定する。他の側面で、磁気接合が提供される。磁気接合は被固定膜、非磁性スペーサー膜、及び自由膜を含む。自由膜は２０ｎｍ以下の幅を有し、書込み電流が磁気接合を通じて流れる時、スイッチすることができる。
【００４４】
例示的な実施形態は、特定要素を有する特定磁気素子及び磁気メモリに関して記述される。本発明が、他の要素及び／又は追加要素及び／又は本発明と矛盾しない他の特性を有する前記磁気接合及び磁気メモリの使用において、一貫されるということを当該技術で熟練された者は容易に認識することができる。前記方法及びシステムはまた、スピン伝達現象、磁気接合、他の物理的現象及び製造技術を理解するように文脈内で記述される。結果的に、当業者は前記方法及びシステムの動作の理論的な説明はスピン伝達、磁気接合、他の物理的な現象、及び製造技術の理解に基づいて作られたことを容易に認識することができる。しかし、本明細書内に記述された方法及びシステムは特定な物理的な説明に依存しない。当業者はまた、前記方法及びシステムが基板との特別な関係を有する構造の文脈内に記述されたことを容易に認識することができる。しかし、当業者は前記方法及びシステムが他の構造でも一貫されること容易に認識することができる。追加的に、前記方法及びシステムは合成及び／又は単純な特定膜を有する所定に層の文脈内で記述される。しかし、当業者は前記膜が他の構造を有することができることを容易に認識する。さらに、前記方法及びシステムは特定膜を有する磁気接合及び／又はサブ構造物（ｓｕｂｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ）の文脈内で記述される。しかし、当業者は前記方法及びシステムと矛盾しない追加的な／又は異なる膜を有する磁気接合及び／又はサブ構造物がまた使用され得ることを容易に認識する。さらに、所定の要素は磁性、強磁性、及びフェリ磁性であることとして記述される。本明細書内で使用されたように、前記磁性という用語は強磁性、フェリ磁性、又はそれと類似な構造を包含することができる。本明細書内で使用されるように、“磁性（ｍａｇｎｅｔｉｃ）”又は“強磁性（ｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ）”は、強磁性体（ｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｓ）及びフェリ磁性体（ｆｅｒｒｉｍａｇｎｅｔｓ）を含むが、これに限定されない。前記方法及びシステムはまた、単一磁気接合及びサブ構造物の文脈内で記述される。しかし、当業者は前記方法及びシステムが多数の磁気接合及びサブ構造物を有する磁気メモリの使用に一貫されることを容易に認識する。さらに、本明細書内で使用されるように、“面内（ｉｎ−ｐｌａｎｅ）”とは、磁気接合の１つ以上の膜の実質的に面内に又は面に対して平行である。反対に、“垂直（ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ）”とは、磁気接合の１つ以上の膜に対して実質的に垂直である方向に対応する。
【００４５】
図３は、磁気メモリの磁気接合を製造するための装置１００の一例示的な実施形態を示したブロックダイヤグラムである。装置１００は追加的な要素が結合されたさらに大きいシステムの一部であり得る。選択的に、装置１００は独立形（ｓｔａｎｄ−ａｌｏｎｅ）システムであり得る。明確にするために、装置１００の幾つかの要素が図３に図示される。装置１００は、互いに連結された反応イオンエッチング（ＲＩＥ）チャンバー１０２及びイオンミリングチャンバー１０４を含む。幾つかの実施形態で、中央インターロックチャンバー（ｃｅｎｔｒａｌ  ｉｎｔｅｒｌｏｃｋ  ｃｈａｍｂｅｒ、図示せず）がＲＩＥチャンバー１０２及びイオンミリングチャンバー１０４の間にあり得る。ＲＩＥチャンバー１０２は反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）が遂行されるチャンバーである。そのため、ＲＩＥチャンバーは製造工程の間に素子の膜の一部を除去する化学的反応が許諾されるように具備される。また、ＲＩＥチャンバー１０２はＲＩＥチャンバー１０２内へ反応ガスを導入するガス伝達システム（ｇａｓ  ｄｅｌｉｖｅｒｙ  ｓｙｓｔｅｍ）を包含することができる。
【００４６】
装置１００は、磁気接合を定義するのに使用されるイオンミリングチャンバー１０４を含む。イオンミリングチャンバー１０４は、イオンガン（ｉｏｎ  ｇｕｎ）のようなイオンソース（図示せず）を含み、イオンミリングに相応しいように極めて低い圧力に排気される。
【００４７】
また、ＲＩＥチャンバー１０２及びイオンミリングチャンバー１０４のための真空システム１１０−１、１１０−２が図示される。２つの真空システム１１０−１、１１０−２が図示され、ＲＩＥチャンバー１０２及びイオンミリングチャンバー１０４は互いに異なる要件を含む。さらに詳細に、イオンミリングチャンバー１０４は、イオンソースからイオンが製造される素子に到達することができるように非常に高い真空（例えば、より低い圧力）で進行されることが望ましい。その上、ＲＩＥチャンバー１０２は一般的に反応性イオンエッチングで使用される反応ガスを包含するので、分離された真空システム１１０−１、１１０−２を有することが望ましい。イオンミリングチャンバー１０４が真空システム１１０−２を包含することによって、前記ガスがイオンミリングチャンバー１０４の一部から隔離されることが望ましい。しかし、他の実施形態では、単一の真空システムが２つのチャンバー１０２、１０４のために使用され得る。
【００４８】
それらの個別の工程段階のための構成に加えて、ＲＩＥチャンバー１０２及びイオンミリングチャンバー１０４は連結される。より詳細には、ＲＩＥチャンバー１０２及びイオンミリングチャンバー１０４が連結されることによって、磁気メモリが大気環境（例えば、装置１００の外部大気）に露出されずにＲＩＥチャンバー１０２及びイオンミリングチャンバー１０４の間を移動することができる。そのため、チャンバー１０２、１０４の間で製造される素子を含む基板が移動する間、ＲＩＥチャンバー１０２及びイオンミリングチャンバー１０４の両方が真空状態であり得る。追加的に、幾つかの移動メカニズム（図示せず）も、装置１００の一部であり得る。移動メカニズムは、チャンバーが大気環境から隔離されて（例えば、真空状態）、ＲＩＥチャンバー１０２及びイオンミリングチャンバー１０４の間を磁気メモリを移動させるのに使用され得る。
【００４９】
図示された実施形態では、ＲＩＥチャンバー１０２及びイオンミリングチャンバー１０４は直接的に連結されない。そのため、移動チューブ（ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｔｕｂｅ）又は類似要素（ａｎａｌｏｇｏｕｓ  ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）がチャンバー１０２、１０４を連結することができる。他の実施形態では、ＲＩＥチャンバー１０２はイオンミリングチャンバー１０４と直接的に連結され得る。前記実施形態では、ドア（ｄｏｏｒ）又は類似メカニズム（ａｎａｌｏｇｏｕｓ  ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）は、使用する間にチャンバー１０２、１０４を分離することができる。結果的に、異なる工程がチャンバーのうちの１つのチャンバー１０２又は１０４で遂行される間に、他のチャンバー１０２又は１０４に影響を及ぼさないことがあり得る。
【００５０】
前記装置は磁気メモリの磁気接合の製造を改善させるのに使用され得る。例えば、基板上の素子をイオンミリングした後、大気環境に磁気素子が露出されずに反応性イオンエッチングを遂行することができる。類似して、基板上の素子を反応性イオンエッチングした後、大気環境に磁気素子が露出されずにイオンミリングを遂行することができる。このような工程は、磁気接合の性能を改善させ得る。例えば、図２で図示された一般的な方法５０で決定される。反応性イオンエッチングを遂行した後、ハードマスク物質の再蒸着（ｒｅｄｅｐｏｓｔｉｏｎ）があり得る。ハードマスクはタングステンＷ又はタンタルＴａのような物質からなり得る。反応性イオンエッチングには、フッ素Ｆ又は塩素Ｃｌのようなガスを使用することができる。ＷＦ又はＷＣｌのような物質の再蒸着が発生し得る。段階５４で磁気メモリを大気環境に露出させる時、フッ素Ｆ又は塩素Ｃｌは空気中の水蒸気と反応してＨＦ又はＨＣｌを形成する。このような化合物は非常に酸性であり、磁気物質の下部スタックを損傷させ得る。その結果、自由膜２０、バリア膜１８、及び／又は被固定膜１６が損傷され得る。一般的な磁気接合１０の性能は低下され得る。反対に、装置１００の使用によって、ハードマスク又は他の磁気接合の反応性イオンエッチング及びイオンミリングが大気環境に露出されずに遂行することができる。結果的に、酸（ａｃｉｄ）の形成を防ぐことができる。従って、磁気接合の損傷を防止することができる。その結果、装置１００の使用は、装置１００を使用して形成された磁気接合の性能を向上させることができる。
【００５１】
図４は磁気メモリの磁気接合を製造するための装置１００’の例示的な実施形態を示したブロックダイヤグラムである。装置１００’は追加的な要素が結合されたより大きいシステムの一部であり得る。選択的に、装置１００’は独立形システムであり得る。明確にするために、装置１００’の幾つかの要素が図４で図示される。装置１００’は装置１００と類似である。装置１００’は、ＲＩＥチャンバー１０２及びイオンミリングチャンバー１０４と各々類似なＲＩＥチャンバー１０２’及びイオンミリングチャンバー１０４’を含む。従って、チャンバー１０２’、１０４’の構造及び機能は、チャンバー１０２、１０４の構造及び機能と各々類似であり得る。
【００５２】
装置１００’はまたインターロックチャンバー１０６及び蒸着チャンバー１０８を含む。幾つかの実施形態で、チャンバー１０６及び／又は１０８は省略され得る。インターロックチャンバー１０６はＲＩＥチャンバー１０２’とイオンミリングチャンバー１０４’との間を連結する。イオンミリングチャンバー１０４’は蒸着チャンバー１０８に連結される。選択的な実施形態で、インターロックチャンバー１０６はチャンバー１０２、１０４、１０８に直接的に連結される中央チャンバー（ｃｅｎｔｒａｌ  ｃｈａｍｂｅｒ）であり得る。また、インターロックチャンバー１０６は装置１００’のローディング／アンローディング（ｌｏａｄｉｎｇ／ｕｎｌｏａｄｉｎｇ）のための中央入口（ｃｅｎｔｒａｌ  ｅｎｔｒａｎｃｅ）であり得る。しかし、他の実施形態で、他のチャンバー１０２’、１０４’、及び／又は１０８の中で１つ以上は直接的な基板のローディング又はアンローディングのための入口を有することができる。図示された実施形態で、各チャンバー１０２’、１０４’、１０６、１０８は、各々の真空システム１１０−１’、１１０−２’、１１０−３、１１０−４を各々含む。他の実施形態で、真空システム１１０−１’、１１０−２’、１１０−３、１１０−４は、多数のチャンバーを真空排気するように（ｅｖａｃｕａｔｅ）結合され得る。
【００５３】
インターロックチャンバー１０６は、例えば真空システム１１０−３を使用して、大気環境から孤立される。その上、インターロックチャンバー１０６は、ＲＩＥチャンバー１０２’とイオンミリングチャンバー１０４’との間を大気環境に露出されずに磁気メモリを移動させるのに利用され得る。例えば、インターロックチャンバー１０６は真空排気されることができ、磁気メモリはＲＩＥチャンバー１０２’からインターロックチャンバーへ移動され得る。その後、ＲＩＥチャンバー１０２’はインターロックチャンバー１０６から孤立されることができる。その後、磁気メモリはインターロックチャンバー１０６からイオンミリングチャンバー１０４’へ移動され得る。蒸着チャンバー１０８はまたイオンミリングチャンバー１０４’に連結されることによって、磁気メモリがイオンミリングチャンバー１０４’及び蒸着チャンバー１０８の間を大気環境に露出ずに移動され得る。その上、磁気メモリがＲＩＥチャンバー１０２’とイオンミリングチャンバー１０４’との間を大気環境に露出されずに移動し、磁気メモリがイオンミリングチャンバー１０４’と蒸着チャンバー１０８との間を大気環境に露出されずに移動するので、磁気メモリはＲＩＥチャンバー１０２’と蒸着チャンバー１０８との間を大気環境に露出されずに移動され得る。
【００５４】
装置１００’は、装置１００の効果を共有する。特に、イオンミリングの後に反応性イオンエッチング及び／又は反応性イオンエッチングの後、イオンミリングは、工程の間で磁気メモリが大気環境に露出されずに遂行することができる。前記記載された理由によって、改善された性能を有する磁気接合が得られる。その上、キャッピング膜のような膜は反応性イオンエッチング及び／又はイオンミリングの後に蒸着されることができるが、工程の間で大気環境に磁気メモリが露出されないこともあり得る。その結果、形成される磁気素子の追加損傷を減少させるか、或いは除去することができる。
【００５５】
図５は磁気メモリの磁気接合を製造するための装置１００”の例示的な実施形態を示したブロックダイヤグラムである。装置１００”は追加的な要素が結合されたさらに大きいシステムの一部であり得る。選択的に装置１００”は独立形システムであり得る。明確にするために、装置１００”の幾つかの要素を図５で図示する。装置１００”は装置１００及び装置１００’と類似である。装置１００”はＲＩＥチャンバー１０２／１０２’、イオンミリングチャンバー１０４／１０４’、インターロックチャンバー１０６及び蒸着チャンバー１０８と各々類似なＲＩＥチャンバー１０２”、イオンミリングチャンバー１０４”、インターロックチャンバー１０６’及び蒸着チャンバー１０８’を含む。チャンバー１０２”、１０４”、１０６’、１０８’の構造及び機能はチャンバー１０２／１０２’、１０４／１０４’、１０６、１０８の構造及び機能と各々類似であり得る。
【００５６】
インターロックチャンバー１０６’はすべてのチャンバー１０２”、１０４”、１０８’の中央にある。その結果、磁気メモリは１つのチャンバー１０２”、１０４”及び／又は１０６’から他のチャンバー１０２”、１０４”、及び／又は１０６’へと大気環境に露出されずに移動することができる。したがって、反応性イオンエッチング、イオンミリング、及び蒸着工程のためのチャンバー１０２”、１０４”、１０６’の中でいずれの工程も、工程の間で磁気メモリが大気環境に露出されずに遂行することができる。
【００５７】
装置１００”は、１１０−１及び１１０−２の組み合わせと類似であり、１１０−１’、１１０−２’、１１０−３、及び１１０−４の組み合わせと類似の単一真空システム１１０”を含む。それで、真空システム１１０”はチャンバー１０２”、１０４”、１０６’、及び／又は１０８’のうちの１つ以上を真空排気する。他の実施形態で、真空システム１１０”はシステム１００又は１００’で使用された分離された要素の１つ以上に分けられることができる。
【００５８】
装置１００”は、装置１００／１００’の効果を共有する。特に、イオンミリングの後の反応性イオンエッチング及び／又は反応性イオンエッチングの後のイオンミリングは、工程の間で磁気メモリが大気環境に露出されずに遂行することができる。前記記述された理由によって、磁気接合は改善された性能を有することができる。その上、キャッピング膜のような膜は反応性イオンエッチング及び／又はイオンミリングの後に、工程の間で磁気メモリが大気環境に露出されずに蒸着され得る。従って、形成される磁気素子に対する損傷を減少させるか、或いは除去することができる。
【００５９】
図６は前記装置を使用して磁気メモリの磁気接合を製造するための方法１５０の例示的な実施形態を図示する。簡略化のために、幾つかの段階は、省略され、結合され、挿入されるか、或いは他の順序で遂行することができる。方法１５０は装置１００に関して記述される。しかし、方法１５０は装置１００’、１００”、及び／又は他の類似な装置のような他の装置で使用され得る。その上、方法１５０は磁気メモリの製造に包含され得る。従って、方法１５０はＳＴＴ−ＲＡＭ又は他の磁気メモリの製造で使用され得る。書込み電流が磁気接合を通じて流れる時、製造される磁気接合は多数の安定された磁気状態の間でスイッチすることができる。
【００６０】
段階１５２を通じて、磁気接合膜が提供される。段階１５２は目的とする厚さに目的とする物質を蒸着することを含む。段階１５２はシード膜、固定膜（例えば、反強磁性体）、被固定膜、非磁性スペーサー膜、及び自由膜の蒸着を含む。他の実施形態で、段階１５２は単一被固定膜、ＭｇＯのようなバリア膜、及び自由膜を提供することを含む。前記実施形態で、段階１５２はまたＭｇＯのような第２バリア膜、及び第２被固定膜を蒸着することを含む。第１及び第２固定膜がまた蒸着され得る。被固定膜及び／又は自由膜はＳＡＦ（合成反強磁性体；ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  ａｎｔｉｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ）であり得る。
【００６１】
段階１５４を通じて、ハードマスク膜がまた提供される。例えば、ハードマスク膜はタングステンＷ及び／又はタンタルＴａを包含することができる。段階１５４は磁気接合膜上にハードマスク膜をブランケット（ｂｌａｎｋｅｔ）蒸着することを含む。例えば、蒸着チャンバーが装置１００の一部分であれば、段階１５２及び１５４は装置１００で遂行することができる。
【００６２】
段階１５６を通じて、ハードマスクは、反応性イオンエッチングを使用してハードマスク膜から形成される。段階１５６の反応性イオンエッチングはＲＩＥチャンバー１０２で遂行することができる。段階１５６で遂行される反応性イオンエッチングは１ｍＴｏｒｒ単位の圧力の下で反応ガスを使用することができる。
【００６３】
段階１５６で反応性イオンエッチングを遂行した後、段階１５８を通じてイオンミリングを使用して磁気接合を少なくとも部分的に定義する。幾つかの実施形態で、磁気接合は完全に定義される。それで、磁気接合のための段階１５２で提供されたすべての膜は段階１５８を通じてミリング（ｍｉｌｌ）される。他の実施形態で、膜は部分的にミリングされる。磁気接合の定義は他の工程を使用して完成されることができ、追加的なイオンミリング及び／又は追加的な反応性イオンエッチングを包含できるが、これに限定されない。
【００６４】
段階１５８のイオンミリングはイオンミリングチャンバー１０４で遂行することができる。それで、段階１５８のイオンミリングは、反応性イオンエッチングとイオンミリングとの間で磁気メモリが大気環境に露出されずに遂行することができる。段階１５６の反応性イオンエッチングで使用されたガスがイオンミリングを妨害することが実質的に防止される。所定の実施形態で、段階１５６の反応性イオンエッチングで使用されたガスがイオンミリングチャンバー１０４へ入ることが実質的に防止される。例えば、イオンミリングは１０−８乃至１０−９Ｔｏｒｒの圧力の下で遂行することができる。磁気メモリをＲＩＥチャンバー１０２へ移動させる前に、ＲＩＥチャンバー１０２はイオンミリングチャンバー１０４と実質的に同一の圧力に真空排気されることができる。幾つかの実施形態で、磁気メモリがＲＩＥチャンバー１０２からイオンミリングチャンバー１０４へ移動される時、チャンバー１０２、１０４の両方は真空状態である。選択的にＲＩＥチャンバー１０２は真空排気されて、非活性ガスが導入されることができる。その後、磁気メモリは望ましくは類似の圧力の下で非活性ガスを含むイオンミリングチャンバー１０４へ移動され得る。イオンミリングチャンバー１０４は真空排気され、イオンミリングが進行され得る。他の実施形態で、チャンバー１０２、１０４の間で移動は他の方式で遂行することができる。しかし、磁気メモリは、磁気メモリ及び磁気素子が大気環境に露出されずに実質的に段階１５６及び１５８での工程で悪影響無くチャンバー１０２、１０４の間で移動され得る。
【００６５】
段階１６０を通じて、キャッピング膜は選択的に蒸着され得る。キャッピング膜は絶縁物であり得る。例えば、シリコン酸化物、シリコン窒化物及び／又はアルミニウム酸化物が使用され得る。キャッピング膜は磁気接合の側面を損傷から保護するのに使用され得る。幾つかの実施形態で、イオンミリング段階１５８の後、磁気メモリが大気環境に露出されずにキャッピング膜が蒸着され得る。
【００６６】
方法１５０は、磁気素子の製造が完成される時まで続くことができる。幾つかの実施形態で、方法１５０は磁気接合膜の一部を除去して、磁気接合を定義することを完成することを含む。方法１５０は、構造の追加イオンミリング及び／又は追加反応性イオンエッチングを遂行することを含む。追加的なキャッピング膜がまた蒸着され得る。このような工程の幾つか又は全ては、磁気メモリが大気環境に露出されずに遂行することができる。例えば、磁気メモリは、チャンバー１０２／１０２’／１０２”、１０４／１０４’／１０４”、１０６／１０６’及び／又は１０８／１０８’の間を装置１００／１００’／１００”を開放することなく移動することができる。
【００６７】
方法１５０は、装置１００、１００’及び／又は１００”の効果を共有することができる。特に、改善された性能と、性能での減少された差異（ｖａｒｉａｔｉｏｎ）を有する磁気メモリが製造され得る。したがって、方法１５０の収率が増加され得る。
【００６８】
図７は、方法１５０及び／又は装置１００、１００’及び／又は１００”を使用して製造されたスピン伝達を使用してスイッチ可能な磁気接合２１０を含む磁気メモリ２００の例示的な実施形態を図示する。明確には、図７はスケール通りではない。磁気メモリは基板２０１を含み、製造された磁気メモリ内の追加的な要素を包含することができる。例えば、トランジスタ（ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）のような選択素子、導電ライン、及び／又は他の構造が基板に形成され得る。磁気接合２１０は、シード膜２１２、被固定膜２１４、非磁性スペーサー膜２１６、自由膜２１８、選択的な第２非磁性スペーサー膜２２０、選択的な第２被固定膜２２２、及びキャッピング膜２２４を含む。図示された実施形態で、被固定膜２１４は磁気−被固定され（ｓｅｌｆ−ｐｉｎｎｅｄ）るため、外部固定膜（ｅｘｔｅｒｎａｌ  ｐｉｎｎｉｎｇ  ｌａｙｅｒ）を必要としない。しかし、他の実施形態で、ＡＦＭ膜のような固定膜は、被固定膜２１４、２２２の磁気モーメントを固定させるために提供され得る。一般的に、被固定膜２１４、２２２の磁気モーメントが面内（ｐｌａｎｅ）にある場合、固定膜が使用され得るが、、被固定膜２１４、２２２の磁気モーメントが面と垂直である時は使われない。また、磁気接合２１０は、磁気接合２００を通じて書込み電流が流れる時、自由膜２１８が安定された磁気状態の間でスイッチされることができるように構成される。それで、自由膜２１８は、スピン伝達トルクを使用してスイッチすることができる。２つの被固定膜２１４、２２２と２つの非磁性スペーサー膜２１６、２２０が図示されたが、他の実施形態では単に１つの非磁性スペーサー膜２１６又は２２０と１つの被固定膜２１４又は２２２が包含され得る。
【００６９】
非磁性スペーサー膜２１６及び／又は２２０はトンネルリングバリア膜、導電体、又は他の構造であり得る。この時、自由膜２１８と被固定膜２１４及び／又は２２２との間に磁気抵抗が示される。非磁性スペーサー膜２１６、２２０は類似な構造を有する必要はない。例えば、２つの膜２１６、２２０の全てがトンネルリングバリアであるか、或いは１つはトンネルリングバリアであり、その他の１つは導電体であり得る。他の実施形態で、非磁性スペーサー膜２１６、２２０は結晶性ＭｇＯトンネルリングバリア膜である。そのような実施形態で、ＭｇＯシード膜２０４は磁気接合２００のＴＭＲ及び他の特性を改善するために適用され得る。ＭｇＯシード膜の存在はトンネルリングバリア膜２２０の結晶構造を改善させると仮定されている。
【００７０】
単一膜として図示されたが、自由膜２１８及び／又は被固定膜２１２及び／又は２２２は多層膜（ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ｌａｙｅｒｓ）を包含することができる。例えば、膜２１４、２１８、２２２の１つ以上は、Ｒｕのような薄膜を通じて反強磁性であるか、或いは強磁性として連結された磁気膜を含むＳＡＦであり得る。ＳＡＦで、Ｒｕ又は他の物質の薄膜が挿入された多層磁気膜が使用され得る。膜２１４、２１８、２２２の１つ以上は、他の多層膜を有することができる。図７には磁化が図示されていないが、自由膜２１８及び／又は被固定膜２３０の各々は、面外磁気消去エネルギー（ｏｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ  ｄｅｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎ  ｅｎｅｒｇｙ）を超過する垂直異方性エネルギー（ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ  ａｎｉｓｏｔｒｏｐｙ  ｅｎｅｒｇｙ）を有することができる。それで、自由膜２１０及び／又は被固定膜２１２、２２２の各々は面に対して垂直方向の磁気モーメントを有することができる。他の実施形態で、膜２１４、２１８及び／又は２２０の磁気モーメントは各々面内にある。自由膜２１８、被固定膜２１４、及び／又は被固定膜２２２の磁気モーメントの他の方向が可能である。
【００７１】
磁気接合２１０は、方法１５０及び／又は装置１００、１００’及び／又は１００”を使用して製造することができるので、方法１５０及び／又は装置１００、１００’及び／又は１００”の効果を獲得することができる。特に、磁気接合２１０は性能を向上させ、及び／又は性能での差異を減少させ得る。その上、製造方法１５０は、磁気接合２１０の減少された臨界寸法（ｃｒｉｔｉｃａｌ  ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）を許容することができる。例えば、磁気接合２１０は、２０ｎｍ以下の直径（又は最も小さい臨界寸法）を有することができる。追加的に、メモリ２００は、隣接する磁気接合２１０の間での２００ｎｍ以下のさらに小さい間隔（例えば、列又は行のピッチ）を有することができる。幾つかの実施形態で、ピッチは１００ｎｍより大きくない。幾つかのそのような実施形態で、ピッチは９０ｎｍより大きくない。図示された実施形態で、段階１６０のキャッピング膜は省略されるか、或いは提供されない。その結果、前記記載された効果に追加的に、さらに密なメモリ（ｍｏｒｅ  ｄｅｎｓｅ  ｍｅｍｏｒｙ）が提供され得る。
【００７２】
図８は、方法１５０及び／又は装置１００、１００’及び／又は１００”を使用して製造されることができるスピン伝達を使用するスイッチ可能な磁気接合２１０’を含む磁気メモリの例示的な実施形態を図示する。明確には、図８はスケール通りではない。磁気メモリ２００’は磁気メモリ２００と類似である。磁気メモリ２００’は装置１００、１００’及び１００”及び方法１５０に関して記述される。基板２０１’及び磁気接合２１０’は基板２０１及び磁気接合２１０と各々類似である。したがって、類似な膜には類似な図面符号を付す。磁気接合２１０’は、膜２１２、２１４、２１６、２１８、２２０、２２２、２２４と各々類似な選択的シード膜２１２’、被固定膜２１４’、非磁性スペーサー膜２１６’、自由膜２１８’、他の非磁性スペーサー膜２２０’、被固定膜２２２’、及びキャッピング膜２２４’を含む。従って、追加的なシード膜２１２’、被固定膜２１４’、反磁性スペーサー膜２１６’、自由膜２１８’、他の反磁性スペーサー膜２２０’、被固定膜２２２’及びキャッピング膜２２４’の幾何学的な結晶構造、物質及び特性は、膜２１２、２１４、２１６、２１８、２２０、２２２、２２４と各々類似である。さらに、基板２０１’は基板２０１と類似であり得る。２つの被固定膜２１４’、２２２’と２つの反磁性スペーサー膜２１６’、２２０’が図示されたが、他の実施形態では、単に１つの反磁性スペーサー膜２１６’又は２２０’及び１つの被固定膜２１４’又は２２２’が包含され得る。
【００７３】
追加的に、磁気接合２１０’は、キャッピング膜２３０を包含することができる。キャッピング膜２３０は、磁気接合２１０’が完全に定義された後、段階１６０で蒸着される。その結果、キャッピング膜２３０は磁気接合２１０’の側面を実質的に覆う。幾つかの実施形態で、キャッピング膜２３０はシリコン窒化物、シリコン酸化物、及び／又はアルミニウム酸化物であり得る。しかし、他の絶縁物質が使用され得る。図示された実施形態で、接合２１０’がミリングされた後、イオンミリング及びキャップ２３０蒸着の間で、メモリ２００’が大気環境に露出されず、キャッピング膜２３０は、段階１６０で蒸着され得る。
【００７４】
磁気接合２１０’は、方法１５０及び／又は装置１００、１００’及び／又は１００”を使用して製造することができるので、方法１５０及び／又は装置１００、１００’及び／又は１００”の効果を獲得することができる。特に、磁気接合２１０’は、性能を向上させ、性能での差異を減少させ得る。その上、製造方法１５０は磁気接合２１０’の減少された臨界寸法を許容することができる。例えば、磁気接合２１０’は、２０ｎｍ以下の直径（又は最も小さい臨界寸法）を有することができる。メモリ２００’は、隣接する磁気接合２１０’の間での２００ｎｍ以下のさらに小さい間隔（例えば、列又は行ピッチ）を有することができる。幾つかの実施形態で、ピッチは１００ｎｍより大きくない。幾つかのそのような実施形態で、ピッチは９０ｎｍより大きくない。従って、前記記載された効果に追加的に、さらに密なメモリが提供され得る。
【００７５】
図９は、方法１５０及び／又は装置１００、１００’及び／又は１００”を使用して製造できるスピン伝達を使用するスイッチ可能な磁気接合２１０”を含む磁気メモリ２００”の例示的な実施形態を図示する。明確には、図９はスケール通りではない。磁気メモリ２００”は、磁気メモリ２００、２００’と類似である。磁気メモリ２００”は、装置１００、１００’及び１００”及び方法１５０に関して記述される。基板２０１”及び磁気接合２１０”は、基板２０１／２０１’及び磁気接合２１０／２１０’と各々類似である。したがって、類似な膜には類似な図面符号を付す。磁気接合２１０”は、膜２１２／２１２’、２１４／２１４’、２１６／２１６’、２１８／２１８’、２２０／２２０’、２２２／２２２’、２２４／２２４’、２３０と各々類似な選択的シード膜２１２”、被固定膜２１４”、非磁性スペーサー膜２１６”、自由膜２１８”、他の非磁性スペーサー膜２２０”、被固定膜２２２”、キャッピング膜２２４”、及びキャッピング膜２３０’を含む。従って、追加的なシード膜２１２”、被固定膜２１４”、反磁性スペーサー膜２１６”、自由膜２１８”、他の反磁性スペーサー膜２２０”、被固定膜２２２”、キャッピング膜２２４”、及びキャッピング膜２３０’の幾何学的な、結晶構造、物質、及び特性は膜２１２／２１２’、２１４／２１４’、２１６／２１６’、２１８／２１８’、２２０／２２０’、２２２／２２２’、２２４／２２４’、２３０と各々類似である。さらに、基板２０１”は、基板２０１／２０１’と類似であり得る。２つの被固定膜２１４”、２２２”と２つの反磁性スペーサー膜２１６”、２２０”が図示されたが、他の実施形態では、単に１つの反磁性スペーサー膜２１６”又は２２０”及び１つの被固定膜２１４”又は２２２”が包含され得る。
【００７６】
磁気接合２１０”は、キャッピング膜２３０’及び再蒸着膜２３２を包含することができる。さらに詳細に、磁気接合２１０”は、段階１５８を通じて部分的にミリングされ、段階１６０でキャッピング膜２３０’が蒸着される。図示された実施形態で、磁気接合２１０”は段階１５８で、反磁性スペーサー膜２１６”及び被固定膜２１４”の間の界面に至るまでミリングされる。しかし、他の実施形態で、ミリングは他の膜又は他の界面で終了され得る。その後、磁気接合２１０”の定義が完成される。例えば、追加イオンミリング及び／又は反応性イオンエッチングが遂行することができる。しかし、膜２１４”、２１２”の一部を除去する間、再蒸着膜２３２が形成される。
【００７７】
磁気接合２１０”は、方法１５０及び／又は装置１００、１００’及び／又は１００”を使用して製造することができるので、方法１５０及び／又は装置１００、１００’及び／又は１００”の効果を獲得することができる。特に、磁気接合２１０”は、性能を向上させ、性能での差異を減少させ得る。その上、製造方法１５０は磁気接合２１０”の減少された臨界寸法を許容することができる。例えば、磁気接合２１０”は２０ｎｍ以下の直径（又は最も小さい臨界寸法）を有することができる。メモリ２００”は隣接する磁気接合２１０”の間での２００ｎｍ以下のさらに小さい間隔（例えば、列又は行ピッチ）を有することができる。幾つかの実施形態で、ピッチは１００ｎｍより大きくない。幾つかのそのような実施形態で、ピッチは９０ｎｍより大きくない。それで、前記記載された効果に追加的に、さらに密なメモリが提供され得る。
【００７８】
図１０は、方法１５０及び／又は装置１００、１００’及び／又は１００”を使用して製造できるスピン伝達を使用するスイッチ可能な磁気接合２１０’’’を含む磁気メモリ２００’’’の例示的な実施形態を図示する。明確には、図１０はスケール通りではない。磁気メモリ２００’’’は、磁気メモリ２００、２００’、２００”と類似である。磁気メモリ２００’’’は、装置１００、１００’及び１００”及び方法１５０に関して記述される。基板２０１’’’及び磁気接合２１０’’’は、基板２０１／２０１’／２０１”及び磁気接合２１０／２１０’／２１０”と各々類似である。したがって、類似な膜には類似な図面符号を付す。磁気接合２１０’’’は、膜２１２／２１２’／２１２”、２１４／２１４’／２１４”、２１６／２１６’／２１６”、２１８／２１８’／２１８”、２２０／２２０’／２２０”、２２２／２２２’／２２２”、２２４／２２４’／２２４”、２３０／２３０’、２３２と各々類似な選択的シード膜２１２’’’、被固定膜２１４’’’、非磁性スペーサー膜２１６’’’、自由膜２１８’’’、他の非磁性スペーサー膜２２０’’’、被固定膜２２２’’’、キャッピング膜２２４’’’、キャッピング膜２３０’’及び再蒸着膜２３２を含む。従って、追加的なシード膜２１２’’’、被固定膜２１４’’’、反磁性スペーサー膜２１６’’’、自由膜２１８’’’、他の反磁性スペーサー膜２２０’’’、被固定膜２２２’’’、キャッピング膜２２４’’’、キャッピング膜２３０”及び再蒸着膜２３２’の幾何学的な結晶構造、物質及び特性は膜２１２／２１２’／２１２”、２１４／２１４’／２１４”、２１６／２１６’／２１６”、２１８／２１８’／２１８”、２２０／２２０’／２２０”、２２２／２２２’／２２２”、２２４／２２４’／２２４”、２３０／２３０’、２３２と各々類似である。さらに、基板２０１’’’は基板２０１／２０１’／２０１”と類似であり得る。２つの被固定膜２１４’’’、２２２’’’と２つの反磁性スペーサー膜２１６’’’、２２０’’’が図示されたが、他の実施形態で、単に１つの反磁性スペーサー膜２１６’’’又は２２０’’’及び１つの被固定膜２１４’’’又は２２２’’’が包含され得る。
【００７９】
磁気接合２１０’’’は、キャッピング膜２３０”、再蒸着膜２３２’、及び追加キャッピング膜２３４を包含することができる。さらに詳細に、磁気接合２１０’’’は、段階１５８を通じて部分的にミリングされ、段階１６０でキャッピング膜２３０”が蒸着される。図示された実施形態で、磁気接合２１０’’’は、段階１５８で、反磁性スペーサー膜２１６’’’及び被固定膜２１４’’’の間の界面に至るまでミリングされる。しかし、他の実施形態で、ミリングは他の膜又は他の界面で終了され得る。その後、磁気接合２１０’’’の定義が完成される。例えば、追加イオンミリング及び／又は反応性イオンエッチングが遂行することができる。しかし、膜２１４’’’、２１２’’’の一部を除去する間、再蒸着膜２３２’が形成される。その後、追加的なキャッピング膜２３４が蒸着される。
【００８０】
磁気接合２１０’’’は、方法１５０及び／又は装置１００、１００’及び／又は１００”を使用して製造することができるので、方法１５０及び／又は装置１００、１００’及び／又は１００”の効果を獲得することができる。特に、磁気接合２１０’’’は性能を向上させ、性能での差異を減少させ得る。その上、製造方法１５０は、磁気接合２１０’’’の減少された臨界寸法を許容することができる。例えば、磁気接合２１０’’’は２０ｎｍ以下の直径（又は最も小さい臨界寸法）を有することができる。メモリ２００’’’は隣接する磁気接合２１０’’’間での２００ｎｍ以下のさらに小さい間隔（例えば、列又は行ピッチ）を有することができる。幾つかの実施形態で、ピッチは１００ｎｍより大きくない。幾つかのそのような実施形態で、ピッチは９０ｎｍより大きくない。それで、前記記載された効果に追加的に、さらに密なメモリが提供され得る。
【００８１】
図１１は、磁気メモリで磁気接合を製造するための方法１７０の例示的な実施形態を図示する。簡略化のために、幾つかの段階は省略されるか、結合されるか、挿入されるか、或いは他の順序で遂行することができる。方法１７０は、装置１００”に関して記述される。しかし、方法１７０は、装置１００、１１０’のような他の装置及び／又は他の類似な装置で使用され得る。さらに、方法１５０は、磁気メモリの製造に包含され得る。そして、方法１５０は、ＳＴＴ−ＲＡＭ又は磁気メモリの製造に使用され得る。図１２乃至図１６は方法１７０を使用する製造の間の磁気メモリ２５０の例示的な実施形態を図示するダイヤグラムである。明確には、図１２乃至図１６はスケール通りではなく、メモリ２５０の一部が省略される。方法１７０及び素子２５０がまた特別な膜に関して記述される。しかし、幾つかの実施形態で、前記膜は多層のサブ膜（ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ｓｕｂｌａｙｅｒｓ）を包含することができる。書込み電流が磁気接合を通じて流れる時、製造された磁気接合は多数の安定された磁気状態の間でスイッチ可能である。
【００８２】
段階１７２を通じて、磁気接合膜が提供される。段階１７２は、目的とする厚さに目的とする物質が蒸着されることを含む。段階１７２は、シード膜、固定膜（例えば、反強磁性体）、被固定膜、非磁性スペーサー膜、及び自由膜の蒸着を含む。幾つかの実施形態で、段階１７２は単一被固定膜、ＭｇＯのようなバリア膜、及び自由膜を提供することを含む。幾つかの実施形態で、段階１７２はまたＭｇＯのような第２バリア膜及び第２被固定膜を蒸着することを含む。第１及び第２固定膜がまた蒸着され得る。被固定膜及び／又は自由膜はＳＡＦであり得る。追加的に自由膜及び／又は被固定膜に隣接するＣｏＦｅＢのような高いスピン分極膜（ｈｉｇｈ  ｓｐｉｎ  ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  ｌａｙｅｒｓ）がまた提供され得る。従って、段階１７２は段階１５２と類似である。
【００８３】
段階１７４を通じてハードマスク膜が提供される。ハードマスクは例えば、タングステンＷ、タンタルＴａ、又は他の膜を包含することができる。段階１７４は磁気接合膜上にハードマスク膜をブランケット（ｂｌａｎｋｅｔ）蒸着することを包含することができる。したがって、段階１７４は方法１５０の段階１５４と類似である。段階１７２及び段階１７４は装置１００”の例えば蒸着チャンバー１０８’で遂行することができる。
【００８４】
段階１７６を通じて、反応性イオンエッチングを使用してハードマスク膜からハードマスクを形成する。段階１７６の反応性イオンエッチングは、ＲＩＥチャンバー１０２”で遂行することができる。段階１７６で遂行された反応性イオンエッチングは、１ｍＴｏｒｒの圧力で反応ガスを使用することができる。図１２は段階１７６を遂行した後の磁気メモリ２５０を図示する。それで、基板２５１は選択的シード膜２６２、被固定膜２６４、高いスピン分極ＣｏＦｅＢ膜２６６、非磁性スペーサー膜２６８、自由膜２７０、第２非磁性スペーサー膜２７２、第２高いスピン分極ＣｏＦｅＢ膜２７４、被固定膜２７６、及びキャッピング膜２７８の下にある。このような膜２６２、２６４、２６８、２７０、２７２、及び２７４は磁気接合２１０／２１０’／２１０”／２１０’’’の膜２１２／２１２’／２１２’’／２１２’’’、２１４／２１４’／２１４’’／２１４’’’、２１６／２１６’／２１６’’／２１６’’’、２１８／２１８’／２１８’’／２１８’’’、２２０／２２０’／２２０’’／２２０’’’、２２２／２２２’／２２２’’／２２２’’’及び２２４／２２４’／２２４’’／２２４’’’と各々類似である。また、ハードマスク２５２が図示される。ハードマスク２５２は磁気接合２６０を形成するのに使用される。磁気接合２６０はメモリで、臨界寸法ｄ及びピッチｐを有する。ハードマスク２５２はＲＩＥチャンバー１０２”で遂行される反応性イオンエッチングを使用して単一膜から形成される。
【００８５】
段階１７８を通じて、反応性イオンエッチングを遂行した後、磁気メモリ２５０はＲＩＥチャンバー１０２”からイオンミリングチャンバー１０４”へと移送され、部分的にイオンミリングされる。前記移送は、磁気メモリ２５０が大気環境に露出されずに達成される。つまり、移送は真空で、非活性ガス存在の下で、又は他の類似な方式で行われ得る。イオンミリングは、磁気メモリ２５０の表面から傾くように遂行される。一般的にこのような傾斜は２０°である。図示された実施形態で、磁気接合は部分的に定義される。それで、磁気接合のために段階１７２で提供された膜２６２、２６４、２６６、２６８、２７０、２７２、２７４、２７６、及び２７８の一部のみが段階１７８を通じてミリングされる。段階１７８のイオンミリングは、反応性イオンエッチング及びイオンミリングの間で大気環境に基板（及び形成された磁気接合２６０）が露出されずに遂行される。
【００８６】
段階１８０を通じてキャッピング膜が蒸着される。キャッピング膜は絶縁物であり得る。例えば、シリコン酸化物、シリコン窒化物及び／又はアルミニウム酸化物が使用され得る。イオンミリング段階の後に、イオンミリング段階１７８の後、大気環境に磁気メモリが露出されずにキャッピング膜が蒸着される。例えば、磁気メモリ２５０はイオンミリングチャンバー１０４”から蒸着チャンバー１０８’へと移送され、蒸着チャンバー１０８’でキャッピング膜が蒸着される。図１３は、段階１８０を遂行した後の磁気メモリ２５０を図示する。図示された実施形態で、キャッピング膜２７８’及び被固定膜２７６’が定義される。追加的に、キャッピング膜２８０が蒸着される。
【００８７】
段階１８２を通じて大気環境に磁気メモリ２５０が露出されずに、追加的な反応性イオンエッチングが遂行される。段階１８２は、磁気メモリ２５０を蒸着チャンバー１０８’からＲＩＥチャンバー１０２”へと移送して遂行することができる。前記移送は真空の下で、非活性ガス存在の下で、又は他の類似な方式で遂行される。図１４は、段階１８２を遂行した磁気メモリ２５０を図示する。それで、膜２６８’、２７０’、２７２’、２７４’は磁気接合２６０のために定義される。追加的に再蒸着膜２８２が磁気接合２６０の側面上に形成される。
【００８８】
その後、段階１８４を通じて磁気メモリは再びイオンミリングされる。イオンミリングは、磁気メモリ２５０が大気環境に露出されずに遂行される。段階１８４は磁気メモリ２５０をＲＩＥチャンバー１０２”からイオンミリングチャンバー１０４”へと移送させて遂行することができる。前記移送は真空の下で、非活性ガスの存在の下で、又は他の類似な方式で遂行することができる。図１５は、段階１８４を遂行した後の磁気メモリ２５０を図示する。それで、膜２６６’、２６４、２６２’が定義される。それで、磁気接合２６０が形成される。
【００８９】
段階１８６を通じてキャッピング膜が蒸着される。キャッピング膜は絶縁物であり得る。例えば、シリコン酸化物、シリコン窒化物、及び／又はアルミニウム酸化物が使用され得る。イオンミリング段階１８４の後に、磁気メモリが大気環境に露出されずにキャッピング膜が蒸着される。例えば、磁気メモリ２５０がイオンミリングチャンバー１０４”で蒸着チャンバー１０８’へと移動され、蒸着チャンバー１０８’でキャッピング膜が蒸着される。図１６は、段階１８６を遂行した後の磁気メモリ２５０を図示する。キャッピング膜２８４が蒸着される。結果的に、磁気メモリ２５０が大気環境に露出されても磁気接合２６０は大気環境に露出されない。磁気メモリ２５０は、磁気接合２６０に損傷無く装置１００”から取り出される。図示された実施形態で、以後に定義される膜は、キャッピング膜２８０／２８０’及び再蒸着膜２８２／２８２’の存在によって、さらに大きい臨界寸法を有する。他の実施形態で、再蒸着膜２８２／２８２’及び／又はキャッピング膜２８０／２８０’の一部又は全部が段階の間で除去され得る。
【００９０】
段階１８６によって磁気接合２６０が完全に定義されなければ、段階１８２、１８４、及び１８６を反複して磁気接合２６０を完全に定義する。それで、磁気接合２６０は反応性イオンエッチング、イオンミリング、及びキャッピング膜の蒸着の組み合わせを含むハイブリッド工程（ｈｙｂｒｉｄ  ｐｒｏｃｅｓｓ）を使用して定義され得る。
【００９１】
方法１７０を使用して、磁気接合２６０が形成され得る。磁気接合２６０は、磁気メモリ２５０が大気環境に露出されずに定義されるので、磁気接合２６０の損傷が減少され得る。例えば、再蒸着膜２８２が大気環境に露出されないので、ＨＦ、ＨＣｌ又は類似の化合物の形成が減少されるか、或いは除去され得る。磁気接合２６０を定義した後、キャッピング膜２８４は再蒸着膜２８２’をくるむことができる。その結果、磁気接合２６０に対する追加的な損傷を防止することができる。従って、磁気接合２６０の性能が向上され、方法のための収率が改善され得る。その上、さらに小さい臨界寸法及び／又はさらに小さいピッチを有する磁気接合が達成されることができる。例えば、臨界寸法は２０ｎｍ以下であり得る。幾つかの実施形態で、ピッチは２００ｎｍ以下であり得る。幾つかのそのような実施形態で、ピッチは１００ｎｍ以下であり得る。
【００９２】
図１７は、格納セルのメモリ要素で磁気接合を使用するメモリの例示的な実施形態を図示する。磁気接合２００、２００’、２００”、２００’’’、２６０は磁気メモリで使用され得る。図１７はメモリ３００のような例示的な実施形態である。磁気メモリ３００はワードライン選択ドライバー（ｗｏｒｄ  ｌｉｎｅ  ｓｅｌｅｃｔ  ｄｒｉｖｅｒ、３０４）のみならず読出し／書込みカラム選択ドライバー（ｒｅａｄｉｎｇ／ｗｒｉｔｉｎｇ  ｃｏｌｕｍｎ  ｓｅｌｅｃｔ  ｄｒｉｖｅｒ、３０２、３０６）を含む。メモリ３００の格納領域は、磁気格納セル３１０、（ｓｔｏｒａｇｅ  ｃｅｌｌｓ）を含む。各磁気メモリセルは少なくとも１つの磁気接合３１２及び少なくとも１つの選択素子３１４を含む。幾つかの実施形態で、選択素子３１４はトランジスタである。磁気接合３１２は、１つ以上の磁気接合２００、２００’、２００”、２００’’’及び／又は２６０を包含することができる。１つの磁気接合３１２がセル３１０毎に図示されたが、他の実施形態で、セル毎に他の数量の磁気接合３１２が提供され得る。
【００９３】
磁気接合３１２は、方法１５０及び／又は１７０を使用して形成され、装置１００、１００’又は１００”を使用して形成され得る。その結果、磁気メモリ３００のピッチ及びセルサイズが減少され得る。結局、さらに密な密度磁気メモリ３００が形成され得る。その上、磁気接合３１０の損傷が低減されるので、磁気メモリ３００に対する収率が増加する。
【００９４】
磁気接合を提供する方法及び装置と磁気接合を含むメモリを記述する。方法及びシステムは図示された例示的な実施形態と共に記述され、当該技術で通常の技術者は実施形態に対する多様な変形を容易に認識し、変形は方法及びシステムのマッピング及び範囲内にある。したがって、当業者は、添付された請求項のマッピング及び範囲から逸脱することなく多様な変形をなすことができる。
【符号の説明】
【００９５】
１０２：ＲＩＥチャンバー
１０４：イオンミリングチャンバー
１０６：インターロックチャンバー
１０８：蒸着チャンバー
１１０：真空システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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