制造磁阻堆叠设备的方法与流程

制造磁阻堆叠设备的方法
1.相关申请的交叉引用
2.本申请要求于2018年8月22日提交的美国临时申请no.62/721,393的优先权的权益，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
3.除其它以外，本公开尤其涉及用于集成半导体设备的方法和装置。更特别地，本公开的实施例涉及用于集成磁阻设备的方法和装置。


背景技术：

4.本公开总体涉及具有磁阻堆叠或结构的磁阻设备(例如，磁阻存储器设备的一部分、磁阻传感器/换能器设备等)，以及集成所描述的磁阻设备的方法。在一个实施例中，本公开的示例性磁阻堆叠(例如，使用磁隧道结(mtj)的一个磁阻堆叠)可以通过使用包括由原子层沉积(ald)(包括选择性ald)来沉积的一层或多层的通孔来与其它示例性磁阻堆叠集成。
5.简而言之，存储器设备(例如，磁阻随机存取存储器(mram))中使用的磁阻堆叠包括部署在“固定”磁性区域和“自由”磁性区域之间的至少一个非磁性层(例如，至少一个介电层或非磁性但导电的层)，每个非磁性层包括一层或多层铁磁材料。通过切换、编程和/或控制“自由”磁性区域的(一个或多个)磁性层中的磁化向量的方向，可以将信息存储在磁阻存储器堆叠中。可以通过施加与磁阻存储器堆叠相邻或通过磁阻存储器堆叠的写入信号(例如，一个或多个电流脉冲)来切换和/或编程“自由”磁性区域的磁化向量的方向(例如，通过自旋轨道扭矩(sot)或自旋传递扭矩(stt))。作为对照，“固定”磁性区域的磁性层中的磁化向量在预定方向上磁性固定。当与非磁性层相邻的“自由”磁性区域的磁化向量与和非磁性层相邻的“固定”磁性区域的磁化向量在同一方向上时，磁阻存储器堆叠具有第一磁状态。相反，当与非磁性层相邻的“自由”磁性区域的磁化向量与和非磁性层相邻的“固定”磁性区域的磁化向量的方向相反时，磁阻存储器堆叠具有第二磁状态。当非磁性层是介电材料时，在非磁性层的任一侧上的磁性区域形成磁性隧道结(mtj)。mtj在第一磁状态和第二磁状态下具有不同的电阻。例如，第二磁状态的电阻可以相对高于第一磁状态的电阻。响应于例如通过磁阻堆叠施加的读取电流，基于堆叠的电阻来确定或读取磁阻存储器堆叠的磁状态。
6.读取电流和写入电流通过一系列线路或金属层(例如，金属层1(m1)、金属层2(m2)和/或金属层3(m3))和将mtj互连到m1、m2和/或m3的通孔施加到堆叠上。mtj设备的领域已趋向于更小的mtj和mtj设备，并且相对更多的由此类mtj制成的存储器设备，从而产生了对相对较小的通孔(例如，直径小于或等于100nm)和有效地制造小通孔以促进更高的单元密度(例如，更密集的存储器组件)的方法的需求。
附图说明
7.可以结合附图中示出的各方面来实现本公开的实施例。这些附图示出了本公开的不同方面，并且在适当的地方，在不同附图中图示相似的结构、组件、材料和/或元件的附图标记被相似地标记。应该理解的是，除了具体示出的那些以外的结构、组件和/或元件的各种组合是预期的并且在本公开的范围内。
8.为了图示的简单和清楚，附图描绘了本文描述的各种实施例的总体结构和/或构造方式。为了便于说明，附图将所示的磁阻堆叠的不同层/区域描绘为具有均匀的厚度和具有直边缘的界限分明的边界。但是，本领域技术人员将认识到的是，实际上，不同的层通常具有不均匀的厚度。并且，在相邻层之间的界面处，这些层的材料可以一起铸成合金，或迁移到一种或另一种材料中，从而使其边界不明确。可以省略众所周知的特征(例如，互连等)和技术的描述和细节，以避免使其它特征模糊。图中的元素不一定按比例绘制。一些特征的尺度可以相对于其它特征被夸大，以改善对示例性实施例的理解。横截面图是为了帮助说明各种区域/层的相对位置并描述各种处理步骤而提供的简化。本领域技术人员将认识到的是，这些横截面图不是按比例绘制的，并且不应当被视为表示不同区域/层之间的比例关系。而且，虽然某些区域/层和特征被示为具有直的90度边缘，但实际上或在实践中，这些区域/层可能更“圆”和/或逐渐倾斜。
9.另外，本领域技术人员将理解的是，虽然在附图中示出了具有不同界面的多个层，但是在一些情况下，随着时间的流逝和/或暴露于高温，其中一些层的材料会迁移到其它层中或与其它层的材料相互作用，以在这些层之间提供更分散的界面。应当注意的是，即使没有具体提及，参考一个实施例描述的各方面也可以适用于其它实施例，并且可以与其它实施例一起使用。
10.而且，存在本文描述和说明的许多实施例。本公开既不限于任何单个方面或其实施例，也不限于这些方面和/或实施例的任意组合和/或置换。而且，本公开的每个方面和/或其实施例可以被单独采用，或者与本公开的一个或多个其它方面和/或其实施例结合使用。为了简洁起见，本文不单独讨论和/或说明某些置换和组合。值得注意的是，本文描述为“示例性”的实施例或实施方式不应被解释为例如相对于其它实施例或实施方式是优选或有利的；而是旨在反映或指示(一个或多个)实施例是(一个或多个)“示例”实施例。此外，即使附图和本书面公开看起来以特定的构造顺序(例如，从底部到顶部)描述了所公开的磁阻设备的磁阻堆叠，但是应该理解的是，所描绘的磁阻堆叠可以具有不同的顺序(例如，相反的顺序(即，从顶部到底部))。
11.图1a
‑
1c图示了根据本公开的一个或多个实施例的描绘示例性基板的各个区域的截面图；
12.图2a
‑
2d图示了根据本公开的一个或多个实施例的描绘在图1a
‑
1c的示例性基板上或上方形成的示例性层的横截面图；
13.图3a
‑
3b图示了根据本公开的另一个实施例的描绘在图1a
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1c的示例性基板上或上方形成的示例性层的横截面图；
14.图4a
‑
4d图示了根据本公开的还一个实施例的描绘在图1a
‑
1c的示例性基板上或上方形成的示例性层的横截面图；
15.图5a
‑
5c图示了根据本公开的又一个实施例的描绘在其上形成有某些层的示例性
基板的各个区域的横截面图；
16.图6a
‑
6d图示了根据本公开的另一个实施例的描绘在图5a
‑
5c的示例性基板上或上方形成的示例性层的横截面图；
17.图7a
‑
7b图示了根据本公开的还一个实施例的描绘在图5a
‑
5c的示例性基板上或上方形成的示例性层的横截面图；
18.图8a
‑
8d图示了根据本公开的又一个实施例的描绘在图5a
‑
5c的示例性基板上或上方形成的示例性层的横截面图；
19.图9a图示了根据本公开的一个或多个实施例的描绘在图1a
‑
1c的示例性基板上或上方形成的示例性层的横截面图；
20.图9b图示了根据本公开的另一个实施例的描绘在本文描述的一个或多个基板上或上方形成的示例性层的横截面图；
21.图10a图示了根据本公开的又一个实施例的描绘在图1a
‑
1c的示例性基板上或上方形成的示例性层的横截面图；
22.图10b图示了根据本公开的还一个实施例的描绘在本文描述的一个或多个基板上或上方形成的示例性层的横截面图；
23.图11a图示了根据本公开的一个或多个实施例的描绘在图1a
‑
1c的示例性基板上或上方形成的示例性层的横截面图；
24.图11b图示了根据本公开的另一个实施例的在本文描述的一个或多个基板上或上方形成的示例性层的横截面图；
25.图12a图示了根据本公开的又一个实施例的描绘在图1a
‑
1c的示例性基板上或上方形成的示例性层的横截面图；
26.图12b图示了根据本公开的还一个实施例的描绘在本文描述的一个或多个基板上或上方形成的示例性层的横截面图；
27.图13a图示了根据本公开的一个或多个实施例的描绘在图1a
‑
1c的示例性基板上或上方形成的示例性层的横截面图；
28.图13b图示了根据本公开的另一个实施例的描绘在本文描述的一个或多个基板上或上方形成的示例性层的横截面图；
29.图14是图示根据本公开的一个或多个实施例的用于集成多个磁阻设备的示例性制造处理的流程图；
30.图15是图示根据本公开的一个或多个实施例的用于集成多个磁阻设备的示例性制造处理的流程图；
31.图16是在磁阻存储器单元构造中电连接到选择设备(例如，存取晶体管)的示例性磁阻存储器堆叠的示意图；以及
32.图17a
‑
17b是集成电路的示意性框图，该集成电路包括分立式存储器设备和嵌入式存储器设备，各自包括mram(在一个实施例中，其代表根据本公开的某些实施例的各方面的具有多个磁阻存储器堆叠的mram的一个或多个阵列)。
33.再次，存在本文描述和说明的许多实施例。本公开既不限于任何单个方面或其实施例，也不限于这些方面和/或实施例的任意组合和/或置换。本公开的每个方面和/或其实施例可以被单独采用，或者与本公开的一个或多个其它方面和/或其实施例结合使用。为了
简洁起见，本文不单独讨论许多那些组合和置换。
具体实施方式
34.应当注意的是，本文公开的所有数值(包括所有公开的厚度值、极限和范围)可以具有与公开的数值相差
±
10％的偏差(除非指定了不同的偏差)。例如，公开为厚度为“t”单位的层的厚度可以在(t
‑
0.1t)单位至(t+0.1t)单位之间变化。另外，所有相对术语(诸如“大约”、“基本上”、“近似”等)被用于指示
±
10％的可能变化(除非另有说明或指定了其它变化)。而且，在权利要求中，例如，所描述的层/区域的厚度和原子组成的值、极限和/或范围是指该值、极限和/或范围
±
10％。
35.应当注意的是，本文阐述的描述本质上仅仅是说明性的，而不旨在限制本主题的实施例或这些实施例的应用和使用。本文描述为示例性的任何实施方式都不应该被解释为比其它实施方式优选或有利。更确切地说，术语“示例性”以示例或“说明性”的意义而不是“理想”的意义使用。术语“包括”、“包含”、“具有”、“带有”及其任何变体被同义地用来表示或描述非排他性包含。照此，使用这些术语的设备或方法不仅仅包括那些元件或步骤，而且可以包括未明确列出或这种设备和方法所固有的其它元件和步骤。另外，术语“第一”、“第二”等在本文中不表示任何次序、数量或重要性，而是用于将一个元素与另一个元素区分开。类似地，相对朝向的术语(诸如“顶部”、“底部”等)参考所描述的附图中所示的结构的朝向来使用。而且，本文中的术语“一个”和“一种”不表示数量的限制，而是表示至少一个所引用的项目的存在。
36.还应该注意的是，虽然在mtj堆叠/结构的上下文中描述了示例性实施例，但是本发明也可以结合巨型磁阻(gmr)堆叠/结构来实现，其中导体(例如，一层铜)部署在两个铁磁区域/层/材料之间。本公开的实施例可以结合其它类型的磁阻堆叠/结构来采用，其中这样的堆叠/结构包括“固定”磁性区域。为了简洁起见，在gmr或其它磁阻堆叠/结构的上下文中，将不具体重复在本公开中提出的讨论和图示，但是下面描述的讨论和附图将要解释为完全适用于gmr和其它磁阻堆叠/结构。
37.在本公开中，术语“区域”一般用来指一个或多个层。即，区域(如本文所使用的)可以包括材料的单层(沉积、膜、涂层等)或彼此堆叠的材料的多层(即，多层结构)。此外，虽然在下面的描述中所公开的磁阻设备中的不同区域和/或层可以通过特定名称(例如，金属层1(m1)、金属层2(m2)、封盖区域、参考区域、过渡区域等)来指代，但这仅为了易于描述，并且不旨在作为该层的功能描述或相对位置/朝向。而且，虽然下面的描述和各图看起来是描绘各层相对于彼此的特定朝向，但是本领域普通技术人员将理解，这样的描述和描绘仅是示例性的。例如，虽然通孔的第一区域可以被描绘为在第二区域“下方”，但是在一些方面，整个所描绘的区域可以被翻转，使得第一区域在第二区域“上方”。
38.如本领域中已知的，所描述的mtj的电阻可以基于与非磁性层(例如，隧道势垒)相邻的“自由”区域的磁化方向(例如，磁矩的方向)是否与和非磁性层相邻的“固定”区域的磁化方向(例如，磁矩的方向)平行对准或反平行对准来改变。通常，如果两个区域具有相同的磁化对准，那么将所得的相对低的电阻视为数字“0”，而如果对准是反平行的，那么将所得的相对较高的电阻视为数字“1”。存储器设备(诸如，mram)可以包括以列和行的阵列布置的多个此类磁阻(mtj)堆叠，其可以被称为存储器单元或元件。通过测量流过每个单元的电
流，可以读取每个单元的电阻，从而可以读取存储在存储器阵列中的数据。
39.为了简洁起见，与半导体处理相关的常规技术在本文可以不进行详细描述。可以使用已知的光刻工艺来制造示例性实施例。集成电路、微电子设备、微机电设备、微流体设备和光子设备的制造涉及以某种方式相互作用的材料的若干层或区域(即，包括一层或多层)的创建。可以对这些区域中的一个或多个进行构图，以使该层的各个区域具有不同的电或其它特点，这些特点可以在该区域内或与其它区域互连，以创建电子组件和电路。这些区域可以通过选择性地引入或移除各种材料来创建。限定此类区域的图案常常是通过光刻工艺创建的。例如，将光致抗蚀剂层施加到覆盖晶片基板的层上。使用光掩模(包含透明和不透明区域)以通过诸如紫外线、电子或x射线之类的辐射形式选择性地曝光光致抗蚀剂。暴露于辐射的光致抗蚀剂或不暴露于辐射的光致抗蚀剂通过施加显影剂来移除。然后可以采用/施加蚀刻，由此对未被剩余抗蚀剂保护的层(或材料)进行构图。替代地，可以使用其中使用光致抗蚀剂作为模板来构建结构的加性工艺。
40.如上所述，一方面，除其它以外，所描述的实施例尤其涉及集成磁阻设备(诸如，例如，一个或多个mtj堆叠)的方法。如将在下面更详细描述的，本公开的实施例涉及通孔的创建，该通孔包括合适的导电材料并且被配置为允许来自金属层1(m1)、金属层2(m2)或金属层3(m3)层的电流双向传输到mtj或其它合适的磁阻堆叠/结构。
41.在一些实施例中，所公开的磁阻堆叠可以形成在顶部电极/通孔/线路与底部电极/通孔/线路之间，并且其通过允许到电路系统和磁阻设备的其它元件的(例如，电)连接来允许访问堆叠。在电极/通孔/线路之间是包括多个区域的mtj，多个区域包括至少一个“固定”磁性区域和至少一个“自由”磁性区域以及一个或多个中间区域，诸如，例如，在“固定”和“自由”磁性区域之间的(形成隧道势垒的)介电层。除其它之外，“固定”和“自由”磁性区域中的每个区域可以包括多个铁磁层。在一些实施例中，堆叠可以形成在将堆叠连接到两个不同金属层的两个通孔之间。更特别地，本公开的mtj(或其它合适的磁阻堆叠)可以形成在将mtj连接到金属层1(m1)的通孔与将mtj连接到另一个金属层(例如，金属层2)(m2)的另一个通孔之间。
42.一般而言，本公开的通孔是“轴上(on
‑
axis)”通孔，其可以通过在基板上施加附加层或区域来构造。基板可以包括部署在例如二氧化硅中的一个或多个金属区域(例如，金属层1(m1)、金属层2(m2)或金属层3(m3))。一个或多个金属区域(例如，图1a中的金属区域110)可以包括钴(co)、钌(ru)、包含co和/或ru的合金、其它过渡金属，或一种或多种过渡金属的合金。可以通过物理气相沉积(pvd)、化学气相沉积(cvd)或本领域已知的任何其它技术来添加附加层。在一些实施例中，在施加各层之后，可以对各层进行物理或化学改变。这些改变可以包括抛光、蚀刻、氧化或本领域已知的其它工艺。
43.现在参考图1a，示出了根据本公开的一个或多个实施例的包括部署在二氧化硅基座105中的一个或多个金属区域110的示例性基板100。本领域普通技术人员将容易认识到，金属区域可以被称为金属层1(m1)或金属层2(m2)。如图1b中所示，可以将一个或多个层间介电(ild)层120(例如，层间介电层)施加到形成涂覆的基板100'的基板100的表面上。ild层120可以包括任何合适的材料，包括但不限于氮化硅(例如，si3n4、sin)、氧化硅(例如，sio
x
)、碳掺杂的二氧化硅、其它碳掺杂的氧化物、有机硅酸盐玻璃、氧化铝、氧化镁、四乙氧基硅烷或其组合。在一些实施例中，每个ild层120可以包括相同或相似的材料。在其它实施
例中，ild层120中的至少一层包括与其它ild层120不同的材料。
44.在形成之后，可以对每个ild层120进行化学或物理抛光、研磨或以其它方式处理以去除所施加的层的一部分并产生均匀的表面。在一个或多个实施例中，这种抛光、研磨或处理可以涉及化学物理平坦化(cmp)，即使用一种或多种磨料和/或腐蚀性化学浆液与抛光表面结合使表面光滑的工艺。在一些实施例中，在施加后续的ild层120之前，不对至少一个ild层120(例如，待沉积的第一ild层120)进行物理或化学抛光、研磨或以其它方式处理。为了清楚起见，其余附图可以将下面的ild层120示出为化学或物理抛光的。但是，应该理解的是，也预期了涉及在不介入抛光或其它处理步骤的情况下施加连续ild层120的实施例。
45.在已经将一个或多个ild层120施加(例如，沉积或以其它方式形成)到基板100上以形成涂覆的基板100'之后，可以蚀刻金属区域110上方的区域以在金属区域110上方的ild层120中形成一个或多个沟槽125，每个沟槽125具有高度h和直径d，如图1c中所示。在一个或多个实施例中，涂覆的基板100'的金属区域110可以包括金属层1(m1)和/或金属层2(m2)。沟槽125可以具有小于或等于大约100nm的直径。在其它实施例中，沟槽125可以具有大约5nm至大约75nm、大约5nm至大约50nm、大约5nm至大约40nm、大约5nm至大约30nm、大约10nm至大约30nm、大约10nm至大约25nm、大约15nm至大约25nm或大约15nm至大约20nm的直径。在一些实施例中，沟槽125的直径可以小于相关联的金属区域110的直径。在其它实施例中，沟槽125的直径可以大于或等于相关联的金属区域110的直径。沟槽125可以具有大约5nm至大约100nm的高度h。在其它实施例中，沟槽125可以具有大约5nm至大约75nm、大约10nm至大约50nm、大约10nm至大约40nm、大约10nm至大约35nm、大约15nm至大约40nm、大约15nm至大约35nm或大约20nm至大约35nm的高度。在一个或多个实施例中，沟槽125可以具有小于或等于2的纵横比(例如，高度与直径的比(h:d))。在其它实施例中，沟槽125可以具有小于或等于1.5、小于或等于1、小于或等于0.9或小于或等于0.8的纵横比。
46.可以通过任何合适的蚀刻工艺来蚀刻涂覆的基板100'。例如，在一些实施例中，反应性离子蚀刻(rie)或离子束蚀刻(ibe)可以用于蚀刻穿过ild层120以形成沟槽125。如本领域普通技术人员已知的，ibe和rie使用带电离子束(例如，包含氩气(ar)、氪气(kr)、氙气(xe)或类似离子源中的一种或多种的反应性带电离子)刻蚀穿过一个或多个ild层120以形成沟槽125。如本领域普通技术人员还已知的，在一些情况下，蚀刻沟槽125可以包括本文未描述的多个步骤(例如，光刻等)。在rie或ibe期间，离子的冲击可以切除ild层120的部分以形成沟槽125。在此工艺期间，一些切除的材料可能会重新沉积在沟槽125的侧壁上。在一些情况下，该重新沉积的层可能影响最终形成的通孔的电和/或磁性能。因此，在一些实施例中，在蚀刻工艺期间或之后，可以通过使用诸如例如斜角蚀刻、各向同性蚀刻或其它合适的蚀刻技术之类的工艺来清洁或以其它方式从沟槽125的侧壁上去除任何重新沉积的材料。在一些实施例中，可以消除该清洁步骤或仅在沟槽125的侧壁的选定部分上执行该清洁步骤。此外，在一些实施例中，沟槽125的形成可以包括多个交替的蚀刻和清洁步骤，以形成暴露金属区域110的表面的高度为h的沟槽。
47.现在将描述在涂覆的基板100'的一个或多个沟槽125内形成通孔的各种方法。虽然将讨论各种实施例，但是应该理解的是，一个实施例的各方面可以与另一个实施例的各方面组合，而不脱离本公开的预期范围。
48.参考图2a
‑
2d，可以将一种或多种过渡金属或过渡金属合金沉积到涂覆的基板
100'的沟槽125中以形成过渡金属层130。在一些实施例中，可以预期沉积到沟槽125中的材料可以与(一个或多个)金属区域110的材料相同、相似或在一个或多个特性方面对应。更具体而言，如果金属区域110的材料是钌(ru)，那么过渡金属层130的材料也可以是钌(ru)。类似地，如果金属区域110的材料是钴(co)，那么过渡金属层130的材料也可以是钴(co)。更进一步，如果金属区域110的材料是钌(ru)，那么过渡金属层130的材料可以是钴(co)，反之亦然。以这种方式，过渡金属层130的材料可以在一个或多个特性方面对应于金属区域110的材料。具体参考图2a，过渡金属层130沉积在沟槽125中，接触金属区域110并且留下沟槽135的未填充区域。过渡金属层130具有与它至少部分地占据其空间的沟槽125相同的直径。过渡金属层130的高度可以小于或等于先前形成的沟槽125的高度。过渡金属层130可以包含钴(co)、钌(ru)、包含co和/或ru的合金、其它过渡金属或一种或多种过渡金属的合金。如本文所使用的术语“过渡金属层”是不旨在表示该层排他地或包含性地包括一个或多个过渡金属层的术语。例如，过渡金属层130可以包括铝(al)。在一个或多个实施例中，过渡金属层130具有与其接触的金属区域110相同或相似的组成。在其它实施例中，过渡金属层130的组成与其接触的金属区域110不同。
49.可以通过ald(例如，选择性ald)、选择性区域沉积(sad)或其它类型的化学气相沉积来沉积过渡金属层130。在选择性ald中，可以在顺序、有组织和/或自限反应中选择性地沉积一种或多种材料。ald工艺中使用的材料通常可以被称为前体。在一个或多个实施例中，热或电磁能可以用于驱动或限制ald工艺的一个或多个化学反应。ald，具体而言选择性ald，是沉积过渡金属层130的有利工艺，因为构成层130的过渡金属可以选择性地仅沉积在金属区域110上和/或仅沉积到沟槽125的期望高度。选择性ald工艺的有限化学反应防止过渡金属沉积在ild层120上或不均匀地沉积在沟槽125内。
50.在常规的制造通孔的方法中，在尝试填充沟槽125，特别是具有如本文描述的直径和高度特性的沟槽125(例如，具有相对小的纵横比的沟槽125)时出现困难。通常，此类常规填充可能必须重新溅射，从而在通孔中形成接缝。当通孔或通孔的一个或多个构成层包括接缝时，整个通孔的导电性不均匀，并且可能导致通孔的结构损坏。这样的通孔的电性能也可能受到损害。在一些实施例中，通过ald(例如，选择性ald)填充一个或多个区域可以使得能够形成没有接缝的通孔。
51.参考图2b，在过渡金属层130沉积在沟槽125内的金属区域110上，从而留下沟槽135的未填充区域之后，可以将富钽层140沉积在过渡金属层130和ild层120的顶部上。在一些实施例中，可以将富钽层140施加为保形涂层或保形层。富钽层140可以包含钽(ta)、氮化钽(tan)或其它包括ta的化合物。在一个或多个实施例中，富钽层140包括按原子百分比(at.％)计大于或等于大约25％的ta。在其它实施例中，富钽层140包括大于或等于大约35at.％的ta、大于或等于大约50at.％的ta、大于或等于大约60at.％的ta、大于或等于大约70at.％的ta，或甚至大于或等于大约80at.％的ta。
52.在沉积富钽层140之后(在图2b中绘出)，除了延伸超过顶部ild层120的顶表面的层140的部分之外，ild层120上的富钽层140的部分可以通过化学或物理手段进行抛光、研磨或以其它方式去除。如本领域普通技术人员将认识到的，选择性去除富钽层140可能需要将基板移动到另一个工具。在一个或多个实施例中，通过cmp去除富钽层140的前述部分，仅在沟槽125内留下富钽层140的材料，如下面更详细描述的。
53.在去除富钽层140的顶部之后，仅保留位于先前形成的沟槽125中在ild层120的壁之间的富钽层140的部分，如图2c中所示。该剩余的富钽层140可以与过渡金属层130接触并且与顶部ild层120的顶表面齐平。在一个或多个实施例中，富钽层140和过渡金属层130构成并限定通孔160，如图2c
‑
2d中所示。
54.在去除富钽层140的顶部之后，可以将mtj 150放置(例如，沉积和/或构图)在富钽层140上，从而形成磁阻堆叠200，如图2d中所示。富钽层140可以促进mtj 150在通孔160上的安置，从而改善电性能和结构完整性。mtj 150在本领域中是已知的并且已经在前面进行了描述。如可以预期的，本公开的通孔160可以与任何数量的mtj堆叠和/或磁阻设备一起使用，为了简洁起见，省略了示例性mtj 150的进一步描述。电流可以通过通孔160(例如，通过过渡金属层130和富钽层140中的每一层)从金属区域110双向流动到mtj 150。在一个或多个实施例中，mtj 150可以包括大于或等于富钽层140的直径的直径。在其它实施例中，mtj 150的直径可以小于富钽层140的直径。在一些实施例中，外围部分mtj 150也可以与一个或多个ild层120接触。在一个或多个实施例中，通孔160可以与mtj 150和/或金属区域110同轴。
55.图3a
‑
3b描绘了根据本公开的一个或多个实施例的用于从涂覆的基板100'在金属区域110和mtj 150之间制造通孔的另一个示例性方法。参考图3a，过渡金属层130可以沉积在涂覆的基板100'的沟槽125内(如图1c中所示)。在一个或多个实施例中，诸如在图3a中所描绘的，过渡金属层130可以完全填充沟槽125，从而接触所有ild层120和相关联的金属区域110。即，可以沉积过渡金属层130，直到其基本上或完全与涂覆的基板100'的最外表面齐平为止。在一些实施例中，过渡金属层130通过ald工艺(例如，选择性ald工艺)进行沉积。
56.在过渡金属层130沉积在一个或多个沟槽125中之后，可以将mtj 150直接设在过渡金属层130的顶部上，从而形成磁阻堆叠300，如图3b中所绘出的。mtj 150的直径可以小于或等于过渡金属层130的直径。在一些实施例中，mtj 150的直径可以大于或等于过渡金属层130的直径。电流可以通过过渡金属层130双向地从mtj 150流到金属区域110。在类似于图3b中所绘出的实施例中，通孔160仅由过渡金属层130组成。即，在这样的实施例中，将mtj 150直接设在过渡金属层130上(并且与过渡金属层130接触)，从而消除对底部电极(例如，富钽层140)的需要。在这些实施例中，可以在单个工具或腔室内进行用于创建通孔160和提供mtj 150的工艺，包括mtj层的沉积和/或构图。
57.图4a
‑
4d描绘了根据本公开的一个或多个实施例的用于从涂覆的基板100'在金属区域110与mtj 150之间制造通孔的另一个示例性方法。参考图4a，过渡金属层130可以沉积在涂覆的基板100'的沟槽125内(如图1c中所示)。在一个或多个实施例中，诸如在图4a中所绘出的实施例中，过渡金属层130占据沟槽125的基本上整个高度和直径，并与所有ild层120和相关联的金属区域110接触。即，可以预期过渡金属层130可以完全填充沟槽125，并且基本上或完全与涂覆的基板100'的最外层齐平。在一些实施例中，过渡金属层130通过ald并且更特别地通过选择性ald工艺来沉积。
58.在过渡金属层130沉积在涂覆的基板100'的一个或多个沟槽125中之后，可以将富钽层140选择性地施加在过渡金属层130的顶部上，使得其接触过渡金属层130和一个或多个ild层120，从而形成通孔160。即，如例如图4b中所示，可以沉积富钽区域140或以其它方式提供涂覆的基板100'的整个表面。在一些实施例中，可以进行一种或多种工艺(诸如，例
如，ibe或rie)，以去除覆盖ild层120的某些部分的富钽层140。如图4c中所示，除了与沟槽125紧邻的那些部分之外，可以从ild层120的所有部分中去除富钽层140。在这些实施例中，可以将涂覆的基板100'移动到另一个工具以去除富钽层140的选定部分。但是，这不是必需的。相反，在一些实施例中，可能不希望将涂覆的基板100'移动到用于去除工艺的不同工具。因此，如图4b中所示，富钽层140可以保留在过渡金属层130和ild 120的表面上。因此，形成了包括过渡金属层130和富钽层140的通孔160。通孔160可以具有恒定的直径，或者通孔的直径可以沿着其高度变化。在一个或多个实施例中，富钽层140的直径可以大于或等于过渡金属层130的直径。在其它实施例中，富钽层140的直径可以小于过渡金属层130的直径。
59.然后，可以在通孔160的顶部上(例如，在图4b的富钽层140的顶部上)形成mtj 150，从而提供使电流从mtj 150双向流到金属区域110的手段，该电流穿过通孔160(例如，既穿过富钽层140又穿过过渡金属层130)。在一些实施例中，可以预期可以在旨在执行mtj 150的形成(即，沉积和构图)的腔室/工具内沉积或以其它方式原位提供富钽层140。换句话说，在这样的实施例中，在富钽层140的施加和mtj 150的形成之间，没有将涂覆的基板100'去除或以其它方式将其从一种工具中传送到另一种工具(即，腔室)。
60.在一个或多个实施例中，在涂覆的基板100'的ild层120中蚀刻的沟槽125可能不会一直延伸到金属区域110。在一些实施例中，诸如在图5a
‑
c中绘出的那些实施例中，在施加ild层120之前，在基板100的金属区域110上添加封盖层(cap layer)115，然后在ild层120中蚀刻沟槽125，其随后可以被填充以形成通孔160，通孔160通过封盖层115将mtj 150连接到金属区域110。如本领域普通技术人员将认识到的，封盖层115可以沉积在基板100和金属区域110(例如，金属层3(m3))的整个表面上，然后从基板100的部分去除以仅在金属区域110上留下封盖层115。替代地，封盖层115可以仅沉积在金属区域110上。
61.简要地回到图1a，如前所述，基板100包括一个或多个金属区域110和二氧化硅基座105。封盖层115可以通过本领域已知的任何物理气相沉积或化学气相沉积方法添加在一个或多个金属区域110上，从而形成封盖的基板101，如图5a中所示。封盖层115可以包括钴(co)、钌(ru)、铁(fe)、铜(cu)、其它过渡金属或其合金或组合。在一个或多个实施例中，封盖层115的组成可以与相关联的(或下面的)金属区域110的组成相同(或相似)。在一些实施例中，封盖层115的组成可以与封盖的基板101的相关联的或下面的金属区域110的组成不同。
62.参考图5b，在一个或多个实施例中，在封盖层115已被施加到一个或多个金属区域110并且可选地从基板100的邻接表面去除之后，可以施加一个或多个ild层120，如前所述，以形成涂覆的封盖基板101'。如前所述，每个ild层120可以被化学或物理抛光、研磨或以其它方式(例如，通过cmp工艺等)进行处理以去除所施加的层的一部分和/或创建均匀的表面。在其它实施例中，诸如在图5b中描绘的实施例中，在施加后续的ild层120之前，不对至少一个ild层120进行物理或化学抛光、研磨或以其它方式进行处理。为了清楚起见，其余附图可以将下面的ild层120示出为化学或物理抛光的。但是，应该理解的是，也预期了涉及在不介入抛光或其它处理步骤的情况下施加连续ild层120的实施例。
63.在施加一个或多个ild层120之后，可以在ild层120中蚀刻具有高度h和直径d的一个或多个沟槽125，如图5c中所示。可以使用先前描述的或本领域已知的任何蚀刻工艺。涂
覆的封盖基板101'的沟槽125的属性和尺度(例如，h和d的值)类似于涂覆的基板100'的沟槽125的属性和尺度。如图5c中所示，可以将沟槽125蚀刻到暴露封盖层115的表面的深度。在一个或多个实施例中，涂覆的封盖基板101'的金属区域110是m3区域，其可以包括任何合适的材料，包括例如铜(cu)。
64.在一个或多个实施例中，诸如在图6a中所绘出的实施例中，过渡金属层130沉积在沟槽125中，接触封盖层115并且留下沟槽125的未填充区域135。过渡金属层130具有与它至少部分地占据其空间的沟槽相同的直径。过渡金属层130的高度可以小于或等于沟槽125的高度。过渡金属层130可以包含钴(co)、钌(ru)、包含钴(co)和/或钌(ru)的合金、其它过渡金属或一种或多种过渡金属的合金。在一个或多个实施例中，过渡金属层130具有与其接触的封盖层115相同或相似的组成。在其它实施例中，过渡金属层130的组成与其接触的封盖层115不同。在一些实施例中，过渡金属层130可以通过ald沉积。
65.参考图6b，在过渡金属层130沉积在沟槽125内的金属区域110上，从而留下沟槽135的未填充区域之后，可以将富钽层140沉积在磁阻堆叠500的过渡金属层130和ild层120的顶部上。
66.在将富钽层140沉积在沟槽135的未填充区域内之后，除了延伸超过顶部ild层120的顶表面的层140的部分(统称为“顶部部分”)之外，ild层120上的富钽层140的部分可以通过化学或物理手段进行抛光、研磨或以其它方式去除，以仅在沟槽125内留下富钽层140，如图6c中所示。在一个或多个实施例中，通过cmp或任何其它合适的工艺去除富钽层140的顶部部分。因此，继续参考图6c，富钽层140与过渡金属层130接触并且与顶部ild层120的顶表面齐平。在一个或多个实施例中，封盖层115、富钽层140和过渡金属层130限定通孔160。
67.随后，可以将mtj 150放置(例如，沉积和构图)在通孔160的富钽层140上，从而形成如图6d中所示的磁阻堆叠500。电流可以通过通孔160(例如，通过封盖层115、过渡金属层130和富钽层140中的每一层)从金属区域110双向流动到mtj 150。在一个或多个实施例中，mtj 150的直径大于或等于富钽层140的直径。在其它实施例中，mtj 150的直径可以小于富钽层140的直径。在一些实施例中，mtj 150也可以接触一个或多个ild层120。
68.图7a
‑
7b描绘了根据本公开的一个或多个实施例的用于从涂覆的封盖基板101'在金属区域110与mtj 150之间制造通孔的另一个示例性方法。参考图7a，过渡金属层130可以沉积在涂覆的封盖基板101'的沟槽125内(如图5c中所示)。在一个或多个实施例中，诸如在图3a中所绘出的实施例中，过渡金属层130基本上占据了沟槽125的整个高度或直径，并接触所有ild层120和相关联的封盖层115。过渡金属层130可以沉积为使得其厚度小于沟槽的高度。例如，过渡金属层130可以从一个或多个蚀刻的ild层120的顶表面凹入。在一些实施例中，过渡金属层130通过选择性ald工艺来沉积。
69.应该注意的是，在一些实施例中，过渡金属层130可以形成为使得其厚度大于所形成的沟槽125的高度。可以(例如，通过cmp)去除过渡金属层130的在一个或多个蚀刻的ild层120的顶表面上方延伸的部分。
70.在一个或多个沟槽中沉积过渡金属层130之后，可以将mtj150直接施加在磁阻堆叠600的过渡金属层130的顶部上，如图7b中所绘出的。mtj 150的直径可以小于或等于过渡金属层130的直径。在一些实施例中，mtj 150的直径可以大于或等于过渡金属层130的直径。电流可以通过过渡金属层130和封盖层115双向地从mtj 150流动到金属区域110。在类
似于图7b中所绘出的实施例中，通孔160由过渡金属层130和封盖层115组成。
71.图8a
‑
8c描绘了根据本公开的一个或多个实施例的用于从涂覆的封盖基板101'在金属区域110与mtj 150之间制造通孔的另一个示例性方法。参考图8a，过渡金属层130可以沉积在涂覆的封盖基板101'的沟槽125内(如图5c中所示)。在一个或多个实施例中，诸如在图8a中所绘出的实施例中，过渡金属层130占据沟槽的高度和直径，从而接触所有ild层120和相邻的封盖层115。在一些实施例中，过渡金属层130通过ald(例如，选择性ald)来沉积。在一些实施例中，过渡金属层130可以仅占据沟槽的高度的一部分。
72.在过渡金属层130沉积在涂覆的封盖基板101'的一个或多个沟槽125中之后，可以将富钽层140选择性地施加在过渡金属层130的顶部上，使得其接触过渡金属层130和一个或多个ild层120，如图8b中所示。在一些实施例中，虽然不是必需的，但是可以从ild120的表面去除富钽层140的部分。形成包括封盖层115、过渡金属层130和富钽层140的通孔160。通孔160可以具有恒定的直径，或者通孔的直径可以沿着磁阻堆叠700的高度变化。在一个或多个实施例中，富钽层140的直径可以大于或等于过渡金属层130的直径。在其它实施例中，富钽层140的直径可以小于过渡金属层130的直径。
73.可以在磁阻堆叠700的通孔160的顶部上(例如，在富钽层140的顶部上)形成mtj 150，从而提供使电流从mtj 150双向流到金属区域110的手段，该电流穿过通孔160(例如，穿过封盖层115、富钽层140和过渡金属层130)，如图8d中所示。
74.如前所述，本文描述的任何实施例的各方面可以与任何其它实施例的任何其它方面组合，但是可能没有具体提及实施例或各方面的每种组合或排列。作为示例而非限制，在一个示例性实施例中，可以通过ald将包含钌(ru)或钴(co)的过渡金属层130沉积到包含钌(ru)或钴(co)的金属区域110(或封盖层115)上。在沉积过渡金属层130之后，可以清洁、抛光或以其它方式处理涂覆的(可选地封盖的)基板100'、101'。在清洁涂覆的基板100'、101'之后(例如，通过cmp)，可以将富钽层140沉积在过渡金属层130上。然后，可以通过清洁、抛光或以其它方式(例如，通过cmp)处理富钽层140，并且可以在富钽层140上形成mtj 150。在其它实施例中，mtj 150形成在富钽层140上而无需先前对富钽层140进行清洁抛光或cmp。在还有的其它实施例中，可以在有或没有过渡金属层130的清洁、抛光或其它处理步骤(例如，cmp)的情况下，在过渡金属层130上直接形成mtj 150。
75.在制造包括一个或多个本文描述的通孔160的磁阻设备中，可以将一组层沉积在二氧化硅基座105上，然后对其构图和蚀刻，以便限定电极和其间的各个层。为了构图和蚀刻沉积的各层以形成磁阻设备，处理工具使用其上可以形成一个或多个磁阻结构或通孔160的基板(例如，二氧化硅基座105)上包括的对准标记。例如，光刻工具可以使用对准标记来定位分划版(reticle)，使得磁阻设备被形成为与下面或上面的特征正确对准。在一些实施例中，对准标记可以被包括或形成在与磁阻设备对应的多个层下面的材料层中。为了暴露对准标记或防止对准标记被遮挡，可以采用不同的技术来确保对准标记可用于将来制造磁阻设备时执行的处理步骤。
76.在对准标记位于基板的外围附近的一个或多个实施例中，可以在磁阻设备的一层或多层的沉积期间采用沉积工具突片(tab)。可以基于对准标记的位置来定位这样的沉积工具突片，并且选择性地防止与多个层的至少一部分对应的材料沉积在对准标记周围的区域(例如，对准标记阱的各层或前体对准标记阱)中可能对一个或多个沉积或对准工具使用
的一个或多个激光透明。在其它实施例中，对准标记或其周围区域可以被一层或多层相对于由一个或多个沉积或对准工具使用的激光器不透明的层覆盖。在这样的实施例中，一个或多个不透明层可以被蚀刻或以其它方式烧蚀(ablate)以暴露对准标记。
77.在一个或多个实施例中，可以在二氧化硅基座105上形成一个或多个通孔160(根据本文描述的实施例)的同时，将对准标记沉积在二氧化硅基座105上。在这样的实施例中，具有一个或多个通孔160的对准标记的处理节省了操作成本、时间，并减少了一个或多个后续层的错误沉积的可能性。在一个或多个实施例中，利用一个或多个通孔160的对准标记的处理消除了对准步骤，并允许更快地制造磁阻设备。在一些实施例中，通孔160和对准标记被沉积在相同的基板(例如，相同的二氧化硅基座105)上。在其它实施例中，通孔和对准标记在同一沉积工具或仪器内的单独基板上进行处理。现在将参考图9a
‑
16描述在形成一个或多个通孔160的同时形成对准标记的一种这样的示例性处理。虽然在本文描述的特定示例性通孔160的上下文中描述了此类方法，但是应该理解的是，本文描述的方法、处理和技术可应用于本公开中描述的任何示例性通孔160。
78.参考图9a
‑
13b，示出了基板(例如，二氧化硅基座105)上的多个层的几个横截面图。在“a”图中描绘的横截面表示在金属区域110上方形成的层(例如，通孔160的层)，而在“b”图中描绘的横截面表示基板上形成对准标记的区域。在一些实施例中，具有相同数字编号的各图(例如，图9a和9b)描绘了相同基板(例如，相同的二氧化硅基座105)的不同区域。在还有的其它实施例中，具有相同数字编号的各图描绘了在处理或形成一个或多个对准标记、通孔160或磁阻设备的同时同一基板的不同区域。
79.现在参考图9a
‑
9b，示出了在一个或多个ild层120已经沉积在二氧化硅基座105上之后的示例性涂覆基板，如前所述。类似地，如图9a中所示，已经在一个或多个具有直径d1的金属区域110上方蚀刻了沟槽125，如前所述。如图9b中所示，可以在可能需要对准标记的二氧化硅基座105上方的ild层120中蚀刻具有宽度w1的一个或多个前体对准标记阱(alignment mark well)225。如前所述，在一些实施例中，沟槽125可以具有小于或等于150nm的直径d1。作为对照，一个或多个前体对准阱225可以具有大于或等于750nm、大于或等于900nm、大于或等于1000nm、大于或等于1150nm、约750nm至约1150nm、或小于或等于1200nm的宽度w1。在一些实施例中，一个或多个前体对准阱225可以具有细长的形状，其一维大幅地大于另一个维。这与图9a中所示的沟槽125形成对比，图9a中所示的沟槽125在一些实施例中可以具有基本圆形的形状。一个或多个前体对准阱225的长度可以大于或等于10微米、大于或等于30微米、大于或等于50微米、大于或等于70微米，或20微米至80微米。一个或多个前体对准阱225的蚀刻可以与一个或多个沟槽125的蚀刻同时执行或使用相同的工具执行。
80.现在参考图10a，可以通过ald(例如，选择性ald)将过渡金属层130沉积到一个或多个沟槽125中。如图10b中所示，由于基板(例如，二氧化硅基座105)不包含在前体对准标记阱225下方的金属区域110，因此过渡金属层130不沉积在前体对准标记阱225中。而是，过渡金属层130仅沉积在一个或多个暴露的金属区域110上方。在一些实施例中，选择性ald用于仅在暴露的金属区域110上方沉积过渡金属层130。
81.现在参考图11a
‑
11b，在过渡金属层130被选择性地施加到一个或多个金属区域110之后，如前所述，可以沉积富钽层140。在一些实施例中，富钽层140的沉积可以不具有与
过渡金属层130的沉积相同的选择性，因此富钽层140可以沉积在一个或多个对准标记阱前体225中。在一些实施例中，富钽层140的沉积可以填充未被过渡金属层130占据的一个或多个沟槽125的剩余体积，但是可以不填充一个或多个前体对准标记阱225的整个体积。
82.现在参考图12a
‑
12b，在沉积富钽层140之后，可以执行cmp。如前所述，cmp是使表面平整的方法。在一些实施例中，cmp可以去除沉积在顶部ild层120上方的所有材料。
83.参考图13a
‑
13b，在涂覆的基板上已经执行cmp之后，如前所述，可以在富钽层140上方施加一层或多层。这些层可以包括形成mtj 150、顶部电极170和层间介电硬掩模(ild hm)250的层。这些层中的每一层可以连续地沉积在富钽层140上方。在一个或多个实施例中，mtj 150、顶部电极170和ild hm 250也沉积在一个或多个前体对准标记阱225中。ild hm 250可以以图案形式施加在顶部电极170上方。在一些实施例中，可以对ild hm 250进行构图，使得未被ild hm 250覆盖的区域能够被蚀刻或以其它方式烧蚀。在其它实施例中，可以对ild hm 250进行构图，使得防止被ild hm250覆盖的区域被蚀刻或以其它方式被烧蚀。可能需要对前体对准标记阱225进行进一步处理，以便形成暴露出的要在顶部电极170上方的附加层的沉积中使用的对准标记。
84.在前体对准标记阱225内沉积富钽层140、形成mtj 150、顶部电极170和ild hm 250的各层可以形成对一种或多种蚀刻工艺中使用的一个或多个工具或仪器可见的三维形貌。形成的三维形貌可以为蚀刻工艺中使用的一个或多个工具或仪器提供关于相对于形成的通孔160的蚀刻位置的指导。在一些实施例中，ild hm 250可以夹止(例如，与其余层脱离)和位于一个或多个前体对准标记阱225中。由于ild hm 250对用于蚀刻、沉积或对准的一个或多个激光器是透明的，因此ild hm 250的夹止可以不影响下层的蚀刻。
85.图14是根据本公开的制造示例性通孔160的方法800的流程图。可以在包括一个或多个金属区域110的基板100上形成一个或多个ild层120，以形成涂覆的基板100'(步骤810)。然后可以根据先前描述或本领域已知的任何蚀刻或烧蚀工艺在涂覆的基板100'、101'的ild层120中形成一个或多个沟槽125(步骤820)。形成一个或多个沟槽125可以包括连接的工艺，包括提供光刻胶掩模和蚀刻或烧蚀一个或多个ild层120的部分。接下来，可以通过选择性ald在一个或多个沟槽125中形成过渡金属层130(步骤830)。在形成过渡金属层130之后，可以在过渡金属层130上方形成mtj150，从而在mtj 150和金属区域110之间创建通孔160(步骤840)。
86.图15是根据本公开的制造示例性通孔160的方法900的流程图。可以在包括一个或多个金属区域110的基板100上形成一个或多个ild层120，以形成涂覆的基板100'(步骤910)。然后可以根据先前描述或本领域已知的任何蚀刻或烧蚀工艺在涂覆的基板100'、101'的ild层120中形成一个或多个沟槽125(步骤920)。接下来，可以通过选择性ald在一个或多个沟槽125中形成过渡金属层130(步骤930)。在一些实施例中，可以通过常规的ald工艺将金属提供到沟槽125中。在这样的实施例中，可以通过任何合适的工艺(例如，cmp)去除沉积在沟槽125外部(例如，在ild层120的表面上)的任何金属。在形成过渡金属层130之后，可以在过渡金属层上方沉积富钽层140(步骤940)。可以通过cmp和/或其它化学或物理工艺来抛光、烧蚀或以其它方式去除富钽层140的一部分(步骤950)。接下来，可以在富钽层140上方形成mtj 150，从而在mtj 150和金属区域110之间创建通孔160(步骤960)。
87.如上所述，可以以传感器架构或存储器架构(以及其它架构)来实现本公开的包括
一个或多个通孔160的磁阻设备。例如，在存储器配置中，磁阻设备可以电连接到存取晶体管，并被配置为耦合或连接到各种导体，这些导体可以承载一个或多个控制信号，如图16中所示。当前公开的磁阻设备可以用于任何合适的应用中，包括例如在存储器配置中。在这种情况下，磁阻设备可以形成为集成电路，该集成电路包括分立存储器设备(例如，如图17a中所示)或其中具有逻辑的嵌入式存储器设备(例如，如图17b中所示)，每个根据本文公开的某些实施例的某些方面，包括mram，其在一个实施例中代表具有多个磁阻堆叠的mram的一个或多个阵列。
88.在一些实施例中，根据半导体工业中已知的各种常规技术中的任何一种，磁阻堆叠200/300/400/500/600/700的部分或全部区域的形成还可能涉及已知的处理步骤，诸如，例如选择性沉积、光刻处理、蚀刻等。在一些实施例中，在所公开的“固定”和“自由”区域的沉积期间，可以提供磁场以设置区域的优选的易磁轴(例如，经由感应的各向异性)。类似地，在沉积后高温退火步骤期间施加的强磁场可以用于为任何反铁磁钉扎材料感应出优选的易轴和优选的钉扎方向。
89.然后可以在磁阻堆叠200/300/400/500/600/700上进行进一步处理，以形成磁阻设备的阵列，例如，磁阻存储器元件。该处理可以包括例如在形成的磁阻堆叠200/300/400/500/600/700上沉积一个或多个密封剂、抛光封装的磁阻堆叠200/300/400/500/600/700以暴露磁阻堆叠200/300/400/500/600/700的导电区域，并形成合适的位接触结构以与磁阻堆叠200/300/400/500/600/700电连接。通过示例而非限制的方式，在美国专利no.8,790,935；8,877,522；9,548,442；以及9,711,566中描述了各种合适的处理步骤。由于从磁阻堆叠形成磁阻设备的工艺在本领域中是众所周知的，因此本文不再详细讨论。
90.在一些实施例中，公开了一种制造磁存储器元件的方法。该方法可以包括蚀刻穿过至少一个ild层的第一部分、经由选择性原子层在至少一个金属层上方沉积过渡金属层，以及在过渡金属层上方形成磁阻设备。通过至少一个ild层的第一部分的蚀刻可以暴露至少一个金属层。磁阻设备可以包括固定磁性区域、自由磁性区域以及部署在固定磁性区域和自由磁性区域之间的中间区域。
91.所公开的方法的各种实施例可以替代地或附加地包括以下各方面中的一个或多个方面：在包括至少一个金属层的基板上形成一个或多个ild层；通过化学机械平面化去除过渡金属层的一部分；在过渡金属层上方沉积富钽层，并经由化学机械平面化去除富钽层的一部分；在形成一个或多个ild层之前，在至少一个金属层上方沉积封盖层；过渡金属层可以与至少一个金属层同轴，富钽层可以沉积在蚀刻的至少一个ild层上方；过渡金属层的一部分可以部署在至少一个蚀刻的ild层上方；可以通过化学机械平面化去除部署在至少一个蚀刻的ild层上方的过渡金属层的一部分；富钽层的直径可以大于过渡金属层的直径；磁阻设备可以包括合成反铁磁结构(saf)；和/或磁阻设备的直径可以大于过渡金属层的直径。
92.在一些实施例中，公开了一种制造磁存储器元件的方法。该方法可以包括蚀刻穿过至少一个ild层的第一部分、形成通孔，以及在通孔上方形成磁阻设备。通过至少一个ild层的第一部分的蚀刻可以暴露至少一个金属层。形成通孔可以包括使用原子层沉积在至少一个金属层上方沉积过渡金属层，以及在过渡金属层上方沉积富钽层。磁阻设备可以包括固定磁性区域、自由磁性区域以及部署在固定磁性区域和自由磁性区域之间的中间区域。
93.所公开的方法的各种实施例可以替代地或附加地包括以下方面中的一个或多个方面：在至少一个金属层上方沉积覆盖层；在包含至少一个金属层和氧化物的基板上形成一个或多个ild层；去除富钽层的一部分，在沉积过渡金属层之前蚀刻对准标记阱，其中对准标记阱的蚀刻暴露氧化物的一部分；沉积富钽层，其中富钽层与过渡金属层和通过对准标记阱的蚀刻而暴露的氧化物接触；在磁阻设备上方，包括在对准标记阱中，沉积层间介电硬掩模(ild hm)，其中沉积在对准标记阱中的ild hm形成可由一种或多种蚀刻工艺中使用的一种或多种工具或仪器检测到的三维形貌；通孔的直径可以小于或等于100nm；过渡金属层可以与磁阻设备和至少一个金属层同轴；过渡金属层可以包括钌(ru)、铜(cu)和钴(co)、铝(al)或它们的一种或多种组合；蚀刻通过至少一个ild层的第一部分形成具有高度的沟槽，并且沟槽的高度大于过渡金属层的厚度；和/或过渡金属层的沉积可以包括在至少一个金属层上方而非在对准标记阱中沉积过渡金属。
94.虽然已经详细图示和描述了本公开的各种实施例，但是对于本领域技术人员而言将显而易见，在不脱离本公开的情况下可以做出各种修改。