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1. (WO2018139276) トンネル磁気抵抗素子の製造方法
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国際公開番号: WO/2018/139276 国際出願番号: PCT/JP2018/001085
国際公開日: 02.08.2018 国際出願日: 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 電気
01
基本的電気素子
L
半導体装置,他に属さない電気的固体装置
43
電流磁気効果またはこれに類似な磁気効果を利用した装置;それらの装置またはその部品の製造または処理に特に適用される方法または装置
12
これらの装置またはそれらの部品の製造または処理に特に適用される方法または装置
G 物理学
01
測定;試験
R
電気的変量の測定;磁気的変量の測定
33
磁気的変量を測定する計器または装置
02
磁界または磁束の方向または大きさの測定
06
電流磁気装置を使用するもの
09
磁気抵抗装置を使用するもの
H 電気
01
基本的電気素子
F
磁石;インダクタンス;変成器;それらの磁気特性による材料の選択
10
磁性薄膜,例.1磁区構造のもの
08
磁性体層によって特徴づけられたもの
10
組成によって特徴づけられたもの
12
金属または合金
16
コバルトを含むもの
H 電気
01
基本的電気素子
F
磁石;インダクタンス;変成器;それらの磁気特性による材料の選択
41
このサブクラスに包含される装置の製造または組立に特に適合した装置または工程
14
基体に磁性膜を適用するためのもの
22
熱処理;熱分解;化学蒸着(CVD)
H 電気
01
基本的電気素子
L
半導体装置,他に属さない電気的固体装置
43
電流磁気効果またはこれに類似な磁気効果を利用した装置;それらの装置またはその部品の製造または処理に特に適用される方法または装置
08
磁界制御抵抗
H 電気
01
基本的電気素子
L
半導体装置,他に属さない電気的固体装置
43
電流磁気効果またはこれに類似な磁気効果を利用した装置;それらの装置またはその部品の製造または処理に特に適用される方法または装置
10
材料の選択
出願人:
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
発明者:
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
代理人:
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
優先権情報:
2017-01021524.01.2017JP
発明の名称: (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
要約:
(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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指定国: AE, AG, AL, AM, AO, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BH, BN, BR, BW, BY, BZ, CA, CH, CL, CN, CO, CR, CU, CZ, DE, DJ, DK, DM, DO, DZ, EC, EE, EG, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, GT, HN, HR, HU, ID, IL, IN, IR, IS, JO, JP, KE, KG, KH, KN, KP, KR, KW, KZ, LA, LC, LK, LR, LS, LU, LY, MA, MD, ME, MG, MK, MN, MW, MX, MY, MZ, NA, NG, NI, NO, NZ, OM, PA, PE, PG, PH, PL, PT, QA, RO, RS, RU, RW, SA, SC, SD, SE, SG, SK, SL, SM, ST, SV, SY, TH, TJ, TM, TN, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VC, VN, ZA, ZM, ZW
アフリカ広域知的所有権機関(ARIPO) (BW, GH, GM, KE, LR, LS, MW, MZ, NA, RW, SD, SL, ST, SZ, TZ, UG, ZM, ZW)
ユーラシア特許庁(EAPO) (AM, AZ, BY, KG, KZ, RU, TJ, TM)
欧州特許庁(EPO) (AL, AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HR, HU, IE, IS, IT, LT, LU, LV, MC, MK, MT, NL, NO, PL, PT, RO, RS, SE, SI, SK, SM, TR)
アフリカ知的所有権機関(OAPI) (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GQ, GW, KM, ML, MR, NE, SN, TD, TG)
国際公開言語: 日本語 (JA)
国際出願言語: 日本語 (JA)