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1. (WO2018139276) METHOD FOR PRODUCING TUNNEL MAGNETORESISTIVE ELEMENT
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Pub. No.: WO/2018/139276 International Application No.: PCT/JP2018/001085
Publication Date: 02.08.2018 International Filing Date: 17.01.2018
IPC:
H01L 43/12 (2006.01) ,G01R 33/09 (2006.01) ,H01F 10/16 (2006.01) ,H01F 41/22 (2006.01) ,H01L 43/08 (2006.01) ,H01L 43/10 (2006.01)
H ELECTRICITY
01
BASIC ELECTRIC ELEMENTS
L
SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
43
Devices using galvano-magnetic or similar magnetic effects; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof
12
Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
G PHYSICS
01
MEASURING; TESTING
R
MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
33
Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
02
Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
06
using galvano-magnetic devices
09
Magneto-resistive devices
H ELECTRICITY
01
BASIC ELECTRIC ELEMENTS
F
MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
10
Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
08
characterised by magnetic layers
10
characterised by the composition
12
being metals or alloys
16
containing cobalt
H ELECTRICITY
01
BASIC ELECTRIC ELEMENTS
F
MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
41
Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling the devices covered by this subclass
14
for applying magnetic films to substrates
22
Heat treatment; Thermal decomposition; Chemical vapour deposition
H ELECTRICITY
01
BASIC ELECTRIC ELEMENTS
L
SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
43
Devices using galvano-magnetic or similar magnetic effects; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof
08
Magnetic-field-controlled resistors
H ELECTRICITY
01
BASIC ELECTRIC ELEMENTS
L
SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
43
Devices using galvano-magnetic or similar magnetic effects; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof
10
Selection of materials
Applicants:
国立大学法人東北大学 TOHOKU UNIVERSITY [JP/JP]; 宮城県仙台市青葉区片平二丁目1番1号 2-1-1, Katahira, Aoba-ku, Sendai-shi, Miyagi 9808577, JP
コニカミノルタ株式会社 KONICA MINOLTA, INC. [JP/JP]; 東京都千代田区丸の内二丁目7番2号 2-7-2, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo 1007015, JP
Inventors:
安藤 康夫 ANDO, Yasuo; JP
大兼 幹彦 OOGANE, Mikihiko; JP
藤原 耕輔 FUJIWARA, Kosuke; JP
関根 孝二郎 SEKINE, Koujirou; JP
城野 純一 JONO, Junichi; JP
土田 匡章 TSUCHIDA, Masaaki; JP
Agent:
特許業務法人光陽国際特許事務所 KOYO INTERNATIONAL PATENT FIRM; 東京都千代田区有楽町一丁目1番3号 東京宝塚ビル17階 17F., Tokyo Takarazuka Bldg., 1-1-3, Yurakucho, Chiyoda-ku, Tokyo 1000006, JP
Priority Data:
2017-01021524.01.2017JP
Title (EN) METHOD FOR PRODUCING TUNNEL MAGNETORESISTIVE ELEMENT
(FR) PROCÉDÉ DE PRODUCTION D'UN ÉLÉMENT MAGNÉTORÉSISTIF À EFFET TUNNEL
(JA) トンネル磁気抵抗素子の製造方法
Abstract:
(EN) The purposes of the present invention are to achieve a desired tunnel magnetoresistance (TMR) ratio by disposing a B absorption layer of sufficient thickness next to an upper CoFeB layer of a magnetic tunnel junction (MTJ), and subjecting said B absorption layer to magnetizing annealing, and to accurately remove the B absorption layer thereafter. In a dry etching step for removing layers (51-53, 61) above an upper CoFeB layer 31 of an MTJ after a stacking step and a step for performing heat treatment in a magnetic field, a dry etching device, and an analysis device for identifying the material of a surface to be etched by the dry etching device are employed, and the end of etching is set as an end point detection time detected by the analysis device when a final layer (61, 52 or 53) before a B absorption layer (51) directly above the CoFeB layer is exposed has reduced to a prescribed level, or when the B absorption layer directly above the CoFeB layer has increased to the prescribed level. The amount of over-etching by the dry etching device after the end point detection time is detected by the analysis device is specified in advance, and the B absorption layer directly above the CoFeB layer is stacked in the stacking step such that the thickness from the prescribed level to the upper surface of the CoFeB layer corresponds to the over-etching amount.
(FR) Les objets de la présente invention sont d'obtenir un rapport de magnétorésistance à effet tunnel (TMR) souhaité en disposant une couche d'absorption B d'une épaisseur suffisante à côté d'une couche de CoFeB supérieure d'une jonction tunnel magnétique (JTM), et en soumettant ladite couche d'absorption B à un recuit de magnétisation, et de retirer avec précision la couche d'absorption B par la suite. Lors d'une étape de gravure sèche destinée à éliminer des couches (51-53, 61) au-dessus d'une couche de CoFeB supérieure 31 d'une JTM après une étape d'empilement et une étape consistant à réaliser un traitement thermique dans un champ magnétique, un dispositif de gravure sèche et un dispositif d'analyse destiné à identifier le matériau d'une surface à graver par le dispositif de gravure sèche sont utilisés, et la fin de la gravure est réglée en tant que temps de détection de point final détecté par le dispositif d'analyse lorsqu'une couche finale (61, 52 ou 53) avant qu'une couche d'absorption B (51) directement au-dessus de la couche de CoFeB ne soit exposée est réduite à un niveau prescrit, ou lorsque la couche d'absorption B directement au-dessus de la couche de CoFeB a augmenté jusqu'au niveau prescrit. La quantité de surgravure par le dispositif de gravure sèche après le temps de détection de point final qui est détectée par le dispositif d'analyse est spécifiée à l'avance, et la couche d'absorption B directement au-dessus de la couche de CoFeB est empilée lors de l'étape d'empilement de telle sorte que l'épaisseur du niveau prescrit à la surface supérieure de la couche de CoFeB correspond à la quantité de surgravure.
(JA) MTJの上側CoFeB層に、十分な厚みのB吸収層を隣接させて磁化アニールし所望のTMR比を実現した後、当該B吸収層を精度よく除去する。積層工程及び磁場中熱処理工程後のMTJの上側CoFeB層31の上層(51-53,61)を除去するドライエッチング工程において、ドライエッチング装置及びこれによる被エッチング面の材料を識別する分析装置を適用し、エッチングの終了を同CoFeB層の直上B吸収層(51)が露出する前の最終層(61,52又は53)が所定のレベルまで減少した又は同直上B吸収層が所定のレベルまで増加したと分析装置により検出した終点検出時とする。予め、分析装置による終点検出時後のドライエッチング装置によるオーバーエッチング量を特定しておき、積層工程において同所定のレベルから同CoFeB層の上面までを当該オーバーエッチング量に相当させるだけの層厚で同直上B吸収層を積層する。
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African Intellectual Property Organization (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GQ, GW, KM, ML, MR, NE, SN, TD, TG)
Publication Language: Japanese (JA)
Filing Language: Japanese (JA)