MAGNETIC TUNNEL JUNCTION DEVICE AND METHOD OF FORMING SAME

Provided are a semiconductor device and a forming method thereof. The method includes a step of forming a bottom electrode layer over a substrate. A magnetic tunnel junction (MTJ) layer is formed over the bottom electrode layer. A top electrode layer is formed over the MTJ layer. The top electrode layer is patterned. After patterning the top electrode layer, one or more process cycles are performed on the MTJ layer and the bottom electrode layer. A patterned top electrode layer, patterned MTJ layer, and a patterned bottom electrode layer form MTJ structures. Each of the one or more process cycles includes a step of performing an etching process on the MTJ layer and the bottom electrode layer for a first duration time and a step of performing a magnetic treatment on the MTJ layer and the bottom electrode layer for a second duration time. 반도체 디바이스 및 그 형성 방법이 제공된다. 방법은 기판 위에 하부 전극층을 형성하는 단계를 포함한다. 하부 전극층 위에 자기 터널 접합(MTJ) 층이 형성된다. MTJ 층 위에 상부 전극층이 형성된다. 상부 전극층이 패턴화된다. 상부 전극층을 패턴화한 후, MTJ 층 및 하부 전극층에 대해 하나 이상의 공정 사이클이 수행된다. 패턴화된 상부 전극층, 패턴화된 MTJ 층 및 패턴화된 하부 전극층은 MTJ 구조체를 형성한다. 하나 이상의 공정 사이클 각각은 MTJ 층 및 하부 전극층에 대해 제1 지속 시간 동안 에칭 공정을 수행하는 단계와 MTJ 층 및 하부 전극층에 대해 제2 지속 시간 동안 자기 처리를 수행하는 단계를 포함한다.