[发明专利]间隔物辅助的离子束蚀刻自旋扭矩转移磁阻随机存取存储器

权利要求书

1.一种蚀刻磁穿隧接面(MTJ)结构的方法，包括：

提供一底电极于一基板上；

沉积多个磁穿隧接面层的一堆叠于该底电极上，且该堆叠按序包括一钉扎层、一穿隧阻障层、与一自由层；

提供一顶电极于该些磁穿隧接面层的该堆叠上；

图案化该顶电极、该些磁穿隧接面层的该堆叠、与该底电极，以形成一磁穿隧接面装置，其中一侧壁损伤形成于该磁穿隧接面装置的侧壁上；

顺应性地沉积一介电间隔物层于该基板及该磁穿隧接面装置上；

蚀刻移除该基板与该磁穿隧接面装置的水平表面上的该介电间隔物层，其中部分蚀刻该磁穿隧接面装置的侧壁上的该介电间隔物层，以形成一锥形间隔物，且该底电极上的该锥形间隔物较宽，而该自由层上的该锥形间隔物较窄或不存在，其中该锥形间隔物覆盖该钉扎层与该底电极；以及

之后施加水平的一物理蚀刻至该磁穿隧接面装置，以由该自由层移除该侧壁损伤，其中该锥形间隔物保护该钉扎层与该底电极免于该物理蚀刻。

2.如权利要求1所述的蚀刻磁穿隧接面结构的方法，其中图案化该些磁穿隧接面层的该堆叠的方法为化学蚀刻工艺、物理蚀刻工艺、或上述的组合，包括反应性离子蚀刻(RIE)、离子束蚀刻(IBE)、或反应性离子蚀刻与离子束蚀刻的组合。

3.如权利要求1所述的蚀刻磁穿隧接面结构的方法，其中该侧壁损伤的形成方法为化学蚀刻工艺或该物理蚀刻工艺。

4.如权利要求2所述的蚀刻磁穿隧接面结构的方法，其中该侧壁损伤形成于该化学蚀刻工艺或该物理蚀刻工艺之后，且形成于该磁穿隧接面装置暴露至大气时。

5.如权利要求1所述的蚀刻磁穿隧接面结构的方法，其中该介电间隔物层包括硬遮罩材料。

6.如权利要求1所述的蚀刻磁穿隧接面结构的方法，其中水平的该物理蚀刻工艺为角度相关的反应性离子蚀刻、离子束蚀刻、或上述的组合，其中离子束蚀刻与法线之间的角度介于约30度至80度之间，而反应性离子蚀刻与法线之间的角度为0度。

7.如权利要求1所述的蚀刻磁穿隧接面结构的方法，其中沉积该介电间隔物层、蚀刻该介电间隔物层、与移除该侧壁损伤的步骤依需求重复多次，以确保由该自由层移除所有的该介电间隔物层与该侧壁损伤，而一些该介电间隔物层覆盖该钉扎层。

8.一种蚀刻磁穿隧接面(MTJ)结构的方法，包括：

提供多个磁穿隧接面层的一堆叠于一基板上，包括一底电极于该基板上，一钉扎层、一穿隧阻障层、一自由层、一顶电极、以及一硬遮罩层按序位于该底电极上；

图案化该些磁穿隧接面层的该堆叠，以形成一磁穿隧接面装置，其中一侧壁损伤形成于该磁穿隧接面装置的侧壁上；

顺应性地沉积介电间隔物层于该基板与该磁穿隧接面装置上；

蚀刻移除该基板与该磁穿隧接面装置的水平表面上的该介电间隔物层，其中部分蚀刻移除该磁穿隧接面装置的侧壁上的该介电间隔物，且保留于该磁穿隧接面装置的侧壁上的该介电间隔物层覆盖该钉扎层与该底电极；以及

之后施加一角度相关的离子束蚀刻(IBE)至该磁穿隧接面装置，以由该自由层移除该侧壁损伤，其中该介电间隔物层保护该钉扎层与该底电极免于该离子角度相关的离子束蚀刻。

9.如权利要求8所述的蚀刻磁穿隧接面结构的方法，其中图案化该些磁穿隧接面层的该堆叠的方法为化学蚀刻工艺、物理蚀刻工艺、或上述的组合，包括反应性离子蚀刻(RIE)、离子束蚀刻(IBE)、或反应性离子蚀刻与离子束蚀刻的组合。

10.如权利要求8所述的蚀刻磁穿隧接面结构的方法，其中该侧壁损伤的形成方法为化学蚀刻工艺或物理蚀刻工艺。

11.如权利要求9所述的蚀刻磁穿隧接面结构的方法，其中该侧壁损伤形成于该化学蚀刻工艺或该物理蚀刻工艺之后，且形成于该磁穿隧接面装置暴露至大气时。