[發明專利]半導體元件及其制作方法

有效

• 申請號: 201811267036.0
• 申請日: 2018-10-29
• 公開（公告）號: CN111106235B
• 公開（公告）日: 2023-07-11
• 發明（設計）人: 王慧琳;許家彰;翁宸毅;謝晉陽;張境尹
• 申請（專利權）人: 聯華電子股份有限公司
• 主分類號: H10N50/01
• 分類號: H10N50/01;H10N50/10;H10N50/80;H10B61/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 陳小雯

1.一種制作半導體元件的方法，包含：

形成金屬間介電層于基底上；

形成金屬內連線于該金屬間介電層內；

形成下電極層于該金屬間介電層上，其中該下電極層的材料組成中元素的濃度由下往上遞增或遞減；

形成自由層于該下電極層上；

形成上電極層于該自由層上；以及

圖案化該上電極層、該自由層以及該下電極層以形成磁性隧穿接面，即MTJ，

其中該下電極層包含氮化鉭，該下電極層的氮濃度由該下電極層下表面朝該下電極層上表面漸漸遞增，該下電極層的鉭濃度由該下電極層下表面朝該下電極層上表面漸漸遞減。

2.如權利要求1所述的方法，另包含：

形成圖案化掩模于該下電極層上；

去除部分該下電極層以及部分該金屬間介電層以形成凹槽；

形成該自由層于該下電極層上并填入該凹槽內；

形成該上電極層于該自由層上；以及

圖案化該上電極層、該自由層以及該下電極層以形成該MTJ以及對準標記于該MTJ旁。

3.如權利要求1所述的方法，另包含：

形成固定層于該下電極層上；以及

在形成該自由層之前形成阻障層于該固定層上。

4.如權利要求1所述的方法，其中該下電極層上表面的氮對鉭比例介于1.53至1.87。

5.如權利要求1所述的方法，其中該下電極層下表面的氮對鉭比例介于0.18至0.22。

6.一種半導體元件，其特征在于，包含：

磁性隧穿接面，即MTJ，設于基底上，該MTJ包含：

下電極層，其中該下電極層的材料組成中元素的濃度由下往上遞增或遞減；

自由層，設于該下電極層上；以及

上電極層，設于該自由層上，

其中該下電極層包含氮化鉭，該下電極層的氮濃度由該下電極層下表面朝該下電極層上表面漸漸遞增，該下電極層的鉭濃度由該下電極層下表面朝該下電極層上表面漸漸遞減。

7.如權利要求6所述的半導體元件，另包含：

固定層，設于該下電極層上；以及

阻障層，設于該固定層上。

8.如權利要求6所述的半導體元件，其中該下電極層上表面之氮對鉭比例介于1.53至1.87。

9.如權利要求6所述的半導體元件，其中該下電極層下表面的氮對鉭比例介于0.18至0.22。