[發(fā)明專利]磁阻式隨機(jī)存取存儲器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811044167.2
• 申請日: 2018-09-07
• 公開（公告）號: CN110890394B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周坤億;陳宏岳
• 申請（專利權(quán)）人: 聯(lián)華電子股份有限公司
• 主分類號: H01L27/22
• 分類號: H01L27/22
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 陳小雯

本發(fā)明公開一種磁阻式隨機(jī)存取存儲器，其主要包含一第一金屬氧化物半導(dǎo)體(metal?oxide semiconductor,MOS)晶體管以及一第二金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管設(shè)于一基底上；一磁性隧穿接面(magnetic tunneling junction,MTJ)設(shè)于該第一金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管以及該第二金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管之間；一第一層間介電層設(shè)于該MTJ一側(cè)并位于該第一金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管上；以及一第二層間介電層設(shè)于該MTJ另一側(cè)并位于該第二金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管上。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體元件，尤其是涉及一種磁阻式隨機(jī)存取存儲器(Magnetoresistive Random Access Memory,MRAM)。

背景技術(shù)

已知，磁阻(magnetoresistance,MR)效應(yīng)是材料的電阻隨著外加磁場的變化而改變的效應(yīng)，其物理量的定義，是在有無磁場下的電阻差除上原先電阻，用以代表電阻變化率。目前，磁阻效應(yīng)已被成功地運用在硬盤生產(chǎn)上，具有重要的商業(yè)應(yīng)用價值。此外，利用巨磁電阻物質(zhì)在不同的磁化狀態(tài)下具有不同電阻值的特點，還可以制成磁性隨機(jī)存儲器(MRAM)，其優(yōu)點是在不通電的情況下可以繼續(xù)保留存儲的數(shù)據(jù)。

上述磁阻效應(yīng)還被應(yīng)用在磁場感測(magnetic field sensor)領(lǐng)域，例如，移動電話中搭配全球定位系統(tǒng)(global positioning system,GPS)的電子羅盤(electroniccompass)零組件，用來提供使用者移動方位等信息。目前，市場上已有各式的磁場感測技術(shù)，例如，各向異性磁阻(anisotropic magnetoresistance,AMR)感測元件、巨磁阻(GMR)感測元件、磁隧穿接面(magnetic tunneling junction,MTJ)感測元件等等。然而，上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點通常包括：較占芯片面積、制作工藝較昂貴、較耗電、靈敏度不足，以及易受溫度變化影響等等，而有必要進(jìn)一步改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明揭露一種半導(dǎo)體元件，其主要包含一第一金屬氧化物半導(dǎo)體(metal-oxidesemiconductor,MOS)晶體管以及一第二金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管設(shè)于一基底上；一磁性隧穿接面(magnetic tunneling junction,MTJ)設(shè)于該第一金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管以及該第二金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管之間；一第一層間介電層設(shè)于該MTJ一側(cè)并位于該第一金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管上；以及一第二層間介電層設(shè)于該MTJ另一側(cè)并位于該第二金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管上。

依據(jù)本發(fā)明一實施例，第一金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管包含一第一柵極結(jié)構(gòu)設(shè)于基底上、一第一間隙壁環(huán)繞第一柵極結(jié)構(gòu)以及一第一源極/漏極區(qū)域設(shè)于第一柵極結(jié)構(gòu)一側(cè)。第二金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管包含一第二柵極結(jié)構(gòu)設(shè)于基底上、一第二間隙壁環(huán)繞第二柵極結(jié)構(gòu)以及一第二源極/漏極區(qū)域設(shè)于第二柵極結(jié)構(gòu)一側(cè)。

依據(jù)本發(fā)明一實施例另包含一第一襯墊層設(shè)于該第一間隙壁以及該第一層間介電層之間以及一第二襯墊層設(shè)于該第二間隙壁以及該第二層間介電層之間。其中第一襯墊層上表面切齊第一層間介電層上表面，且第二襯墊層上表面切齊第二層間介電層上表面。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實施例的MRAM單元的上視圖；

圖2為圖1中沿著切線AA’的剖面示意圖。

主要元件符號說明

12 基底 14 金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管

16 金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管 18 金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管

20 金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管 22 金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管

24 金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管 26 接觸插塞