用于磁隧道结器件的制造技术和相应的器件的制作方法

文档序号:12749732阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种磁阻随机存取存储器(MRAM)单元,包括:

底电极,具有被周围的底电极部分包围的中心的底电极部分,其中,所述底电极的阶梯区域将所述中心的底电极部分和所述周围的底电极部分相互连接,以使所述中心部分的上表面相对于所述周围部分的上表面凹陷;

磁隧道结(MTJ),具有设置在所述中心的底电极部分上方且布置在所述阶梯区域之间的MTJ外侧壁;以及

顶电极,设置在所述MTJ的上表面上方。

2.根据权利要求1所述的MRAM单元,其中,所述MRAM单元设置在集成电路的电互连结构上方或内部,所述电互连结构包括金属线,在没有通孔或接触件将所述金属线连接至所述底电极的情况下,所述金属线与所述底电极直接电接触。

3.根据权利要求1所述的MRAM单元,其中,所述中心的底电极部分、所述阶梯区域和所述周围的底电极部分是连续的无缝体。

4.根据权利要求1所述的MRAM单元,其中,所述底电极由氮化钛、氮化钽、钛、钽、或它们的组合制成。

5.根据权利要求1所述的MRAM单元,其中,所述底电极的所述中心部分在所述阶梯区域之间是大致连续平坦的。

6.根据权利要求1所述的MRAM单元,其中,所述MTJ包括:

下铁磁电极,设置在所述底电极的所述中心部分上方;

隧道势垒层,设置在所述下铁磁电极上方;

上铁磁电极,设置在所述隧道势垒层上方;并且

其中,所述下铁磁电极和所述上铁磁电极中的一个具有固定的磁定向,而所述下铁磁电极和所述上铁磁电极中的另一个具有可变的磁定向。

7.根据权利要求1所述的MRAM单元,还包括:

侧壁间隔件,沿着所述MTJ外侧壁设置且覆盖所述阶梯区域的上表面和所述周围的底电极部分的上表面。

8.根据权利要求1所述的MRAM单元,还包括:

电介质保护层,设置在所述底电极的所述周围部分下面,其中,所述底电极的所述阶梯部分沿着所述电介质保护层的内侧壁向下延伸至所述底电极的所述中心部分。

9.一种用于制造磁阻随机存取存储器(MRAM)单元的方法,所述方法包括:

在半导体衬底上方形成介电层;

在所述介电层中形成开口,并且使用金属层填充所述开口以建立金属线;

形成设置在所述介电层的上表面上方的蚀刻停止层,其中,所述蚀刻停止层显示出暴露所述金属线的上表面的至少一部分的开口;

在所述蚀刻停止层和所述金属层上方形成共形的底电极层,其中,所述共形的底电极层包括覆盖所述蚀刻停止层的周围部分和向下延伸穿过所述开口至所述金属线或通孔的所述上表面的中心部分;以及

在所述共形的底电极层的所述中心部分上方形成磁隧道结。

10.一种集成电路,包括:

半导体衬底;

互连结构,设置在所述半导体衬底上方,并且包括多个介电层和以交替方式堆叠在彼此上方的多个金属层,其中,金属层包括金属线,所述金属线具有上表面,所述上表面与邻近所述金属线的介电层的上表面至少大致共平面;

电介质保护层,设置在所述介电层的所述上表面上方并且显示出位于所述金属线的所述上表面的至少一部分上方的开口;以及

底电极,向下延伸穿过所述电介质保护层中的所述开口以实现与所述金属线的直接电接触。

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