[發明專利]一種改變源極金屬連線方向的磁性隨機存取存儲器

有效

• 申請號: 201610533243.0
• 申請日: 2016-07-06
• 公開（公告）號: CN107591477B
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 陸宇;戴強;李輝輝;孟皓;劉少鵬;劉波
• 申請（專利權）人: 中電海康集團有限公司;浙江馳拓科技有限公司
• 主分類號: H01L43/00
• 分類號: H01L43/00;H01L43/08;H01L27/22;G11C11/02
• 代理公司: 杭州之江專利事務所(普通合伙) 33216
• 代理人: 張慧英

本發明涉及一種改變源極金屬連線方向的磁性隨機存取存儲器，該發明提供一種將源極的金屬層方向與位線垂直，規避源漏金屬連線平行放置時所需要滿足金屬間的設計規范而犧牲的面積，來提高MRAM存儲密度的方法。本發明避免了源漏極金屬平行走線，可以基于最小設計規范尺寸，避免了由金屬間以及金屬和孔之間的最小設計規范而損失的面積。

技術領域

本發明涉及非易失性存儲器和半導體領域，尤其涉及一種改變源極金屬連線方向的磁性隨機存取存儲器。

背景技術

當前的MRAM基本采用源極與位線平行，與字線垂直的方式布局走線。此種走線方式能滿足工廠工藝平臺生產的規范，兼容CMOS晶體管工藝。但源漏極平行走線(與字線垂直)的方法受制于金屬線的設計規范。因為源漏極都需要連接同一層金屬線走線，因此源漏極CONT必須錯開排列，為滿足金屬線間的設計規范而犧牲了存儲器單元面積。通常在的MRAM單元結構中，MOS源極互聯并接同電位，漏極連接磁性隧道結(MTJ)并將同一行(位線)互聯用以選址，字線(柵極)同一列互聯用以選址。源極及漏極(位線)的金屬走線為同一方向并與字線垂直，如圖1、圖2所示。源極與漏極的金屬走線平行放置時，因為源漏的CONT都要用第一層金屬連線，意味著源漏極的CONT必須錯開排列，為滿足金屬間的設計規范而增加了版圖面積。

發明內容

本發明為克服上述的不足之處，目的在于提供一種改變源極金屬連線方向的磁性隨機存取存儲器，此發明將源極的金屬走線方向與位線垂直放置，源漏CONT可放在同一條直線上，利用最小設計規范提高MRAM存儲單元的密度；本發明規避了源漏金屬走線平行放置時所需要滿足金屬間的設計規范而犧牲的面積，提高了MRAM存儲密度。

本發明是通過以下技術方案達到上述目的：一種改變源極金屬連線方向的磁性隨機存取存儲器，包括：有源區、多晶體柵極、后段金屬與前段器件連接孔、第一層金屬、第二層金屬、磁性隧道結、位線；多晶體柵極設于有源區上方，將有源區分為源極與漏極；有源區的漏極通過后段金屬與前段器件連接孔與第一層金屬相連；所述漏極內帶有位線；有源區的源極通過后段金屬與前段器件連接孔與第一層金屬相連，其中源極連接的第一層金屬方向與多晶體柵極設置方向平行，與位線方向垂直；第二層金屬通過磁性隧道結連接在第一層金屬上方。

作為優選，所述源極連接的第一層金屬的方向為水平或豎直中的任意一種。

作為優選，所述的第一層金屬、第二層金屬帶有金屬走線。

作為優選，所述金屬走線的材質為銅，鋁，金，銀，鎢，鉭中的任意一種。

作為優選，所述漏極上的后段金屬與前段器件連接孔呈直線放置或錯開放置。

作為優選，所述的源極帶有源極線。

作為優選，所述的多晶體柵極帶有字線。

作為優選，所述源極連接的后段金屬與前段器件連接孔的排列與漏極連接的后段金屬與前段器件連接孔的排列呈直線或呈錯開狀態。

本發明的有益效果在于：1)本發明成功規避源極金屬走線與位線平行時金屬間設計規范所消耗掉的面積；2)有效地提高了數據存儲密度，降低了芯片面積；理論上MRAM單元面積可節省28％。

附圖說明

圖1是背景技術現有MRAM的存儲單元版圖；

圖2是背景技術現有MRAM的三維結構示意圖；

圖3是本發明MRAM的單元版圖示意圖1；

圖4是本發明MRAM的單元版圖示意圖2；

圖5是本發明MRAM的三維結構示意圖；

圖6是本發明源極走線的制造工藝示意圖；