]圖24至圖31是示出根據(jù)本實施例的磁存儲器的制造方法的橫截面圖。本實施例的制造方法與第一實施例的制造方法相同，直到形成層間絕緣膜183的工藝。因此，在本實施例中，在層間絕緣膜183之后的制造工藝將被描述。為簡單起見，比層間絕緣膜183的上部更低的部分在圖24至圖31中省略。
[0110]如在圖24中所示，用于第一 MTJ元件的下接觸插塞151 (以下稱為用于IMTJ的下接觸插塞)和用于第二 MTJ元件的接觸插塞151(以下稱為用于2MTJ的下接觸插塞)由公知的方法(開接觸孔，形成導(dǎo)電膜，用于導(dǎo)電膜的CMP)形成在層間絕緣膜183中。
[0111]接著，如在圖25中所示，在用于頂TJ 151的下接觸插塞和用于2MTJ 151的下接觸插塞之間的層間絕緣膜183c的上部，在層間絕緣膜183c側(cè)邊上用于頂TJ 151的下接觸插塞的上部，以及用于2MTJ 151的下接觸插塞的上部由對應(yīng)于上接觸插塞的高度的量去除。
[0112]因此，溝槽81形成在用于頂TJ 151的下接觸插塞、用于2MTJ 151的下接觸插塞以及層間絕緣膜183的表面上。溝槽81的區(qū)域很大，因為溝槽81設(shè)置在與兩個MTJ元件和在其間的層間絕緣膜183c相對應(yīng)的區(qū)域上。
[0113]接著，如在圖26中所示，要被處理成上接觸插塞的導(dǎo)電膜152形成在整個表面之上。雖然溝槽81的底表面和側(cè)表面覆蓋有導(dǎo)電膜152，但是溝槽81未填充有導(dǎo)電膜152。導(dǎo)電膜152可精確地形成在溝槽81的側(cè)表面上。也就是說，可以在溝槽81的側(cè)表面上形成均勻而薄的導(dǎo)電膜152。這對于小型化磁存儲器是優(yōu)點。
[0114]接著，如在圖27A和圖27B中所示，絕緣膜185形成在導(dǎo)電膜152上，其后用于處理要成為上接觸插塞的導(dǎo)電膜152的抗蝕劑圖案31形成在絕緣膜185上。
[0115]接著，如在圖28A和圖28B中，層間絕緣膜183的表面通過使用抗蝕劑圖案31作為掩模來蝕刻絕緣膜185和導(dǎo)電膜152而暴露。在蝕刻之后，抗蝕劑圖案31被去除。
[0116]接著，如在圖29A和圖29B中所示，用于第一 MTJ元件的上接觸插塞152和用于第二 MTJ元件的上接觸插塞152通過回蝕處理絕緣膜185、導(dǎo)電膜152和層間絕緣膜183形成。
[0117]接著，如在圖30中所示，絕緣膜186形成在整個表面之上，以便填充在圖29A中示出的表面上形成的凹部。絕緣膜186和185的材料可以是相同的或可以是不同的。例如，容易由CMP工藝拋光的材料(氧化硅)用作絕緣膜186的材料，并且可用作CMP停止部的材料(氮化硅)用作絕緣膜185的材料。
[0118]接著，如在圖31中所示，絕緣膜186由CMP工藝拋光，并且上接觸插塞152的上表面暴露。此后，公知的MTJ工藝緊隨。
[0119]本實施例(圖23)解釋了如下的情況，其中連接到與MTJ元件相鄰的下電極的兩個接觸插塞同步形成，然而，如在圖32中所示，連接到四個MTJ元件的下電極的四個接觸插塞布置在與長方形的四個頂點對應(yīng)的四個位置處。
[0120]雖然已經(jīng)描述了某些實施例，但是這些實施例僅以舉例的方式呈現(xiàn)，并且不旨在限制本發(fā)明的范圍。實際上，在此所述的新穎方法和系統(tǒng)可以以各種其它形式體現(xiàn)；此外，以在此描述的方法和系統(tǒng)形式的各種省略、替代和改變可進行，而不脫離本發(fā)明的精神。所附權(quán)利要求及其等同物意在覆蓋如將落入本發(fā)明范圍和精神之內(nèi)的這些形式或修改。
【主權(quán)項】
1.一種磁存儲器，包括: 襯底； 接觸插塞，其被設(shè)置在所述襯底上，所述接觸插塞包括第一接觸插塞，以及設(shè)置在所述第一接觸插塞上并且具有比所述第一接觸插塞的直徑更小的直徑的第二接觸插塞；以及磁阻元件，其被設(shè)置在所述第二接觸插塞上，其中所述第二接觸插塞的所述直徑比所述第一接觸插塞的直徑更小。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁存儲器，其中所述第二接觸插塞的上表面覆蓋有所述磁阻元件。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁存儲器，其中所述第一和第二接觸插塞包括相同的材料。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁存儲器，其中所述第一接觸插塞包括第一材料，并且所述第二接觸插塞包括與所述第一材料不同的第二材料。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁存儲器，其中所述第二材料在電阻上比所述第一材料更低。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁存儲器，其中所述第二材料包括鉭、硅、鈦、銅、鎢、鋁、鉿、硼、鎳、鈷以及碳納米管中的至少一種。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁存儲器，其中所述第一接觸插塞的側(cè)表面覆蓋有第一絕緣膜，并且所述第二接觸插塞的側(cè)表面覆蓋有與所述第一絕緣膜材料不同的材料的第二絕緣膜。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的磁存儲器，其中所述第二絕緣膜包括構(gòu)成所述第二絕緣插塞的元件。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的磁存儲器，其中所述第二絕緣膜包括鉭、硅、鈦、銅、鎢、鋁、鉿、硼、鈷以及碳納米管中的至少一種的氮化或氧化材料。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁存儲器，其中所述第二接觸插塞具有中空結(jié)構(gòu)，其中中空的空間沿著高度方向存在。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的磁存儲器，其中所述中空結(jié)構(gòu)是中空圓柱體。12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的磁存儲器，其中在沿著由法向限定的平面所取的第一和第二接觸插塞的橫截面中的兩點處所述第一接觸插塞接觸所述第二接觸插塞，所述法向與所述第一和第二接觸插塞的堆疊方向垂直。13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁存儲器，其中所述第二接觸插塞包括L形部分。14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁存儲器，其中所述磁阻元件是MTJ(磁隧道結(jié))元件。15.一種用于制造磁存儲器的方法，包括: 在襯底上形成第一絕緣膜； 在所述第一絕緣膜中形成第一接觸插塞； 在所述第一絕緣膜上形成第二絕緣膜； 在所述第二絕緣膜中形成連接到所述第一接觸插塞的第二接觸插塞，所述第二接觸插塞具有比所述第一接觸插塞的直徑更小的直徑； 在所述第二接觸插塞和所述第二絕緣膜上形成要被處理成磁阻元件的堆疊膜；以及 通過處理所述堆疊膜形成所述磁阻元件。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述第一和第二絕緣膜包括相同的材料。17.一種用于制造磁存儲器的方法，包括: 在襯底上形成第一絕緣膜； 在所述第一絕緣膜中形成第一接觸孔； 用第一接觸插塞填充所述第一接觸孔； 通過去除所述第一接觸插塞的上部，將所述第一接觸孔的上部變成未填充有所述第一接觸插塞的溝槽； 在所述第一接觸插塞的一部分上形成第二絕緣膜，并且形成第二接觸孔，所述第二接觸孔到達所述第一接觸插塞并且由所述第二絕緣膜包圍； 用第二接觸插塞填充所述第二接觸孔； 在所述第二接觸插塞和所述第二絕緣膜上形成要被處理成磁阻元件的堆疊膜；以及 通過處理所述堆疊膜形成所述磁阻元件。18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述第一絕緣膜包括與所述第二絕緣膜的材料不同的材料。
【專利摘要】根據(jù)一個實施例，公開了一種磁存儲器。所述磁存儲器包括襯底以及設(shè)置在所述襯底上的接觸插塞。所述接觸插塞包括第一接觸插塞，以及設(shè)置在所述第一接觸插塞上并且具有比所述第一接觸插塞的直徑更小的直徑的第二接觸插塞。所述磁存儲器進一步包括設(shè)置在所述第二接觸插塞上的磁阻元件。所述第二接觸插塞的直徑比所述磁阻元件的直徑更小。
【IPC分類】H01L27/105, H01L21/8246
【公開號】CN105308738
【申請?zhí)枴緾N201480017080
【發(fā)明人】玖村芳典
【申請人】株式會社東芝
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2014年3月13日
【公告號】US8987846, US9312476, US20140284737, US20150179923, WO2014148587A1