[發明專利]半導體元件及其制作方法

有效

• 申請號: 201811286628.7
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN111129289B
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發明（設計）人: 洪慶文;馮雅圣
• 申請（專利權）人: 聯華電子股份有限公司
• 主分類號: H10N50/10
• 分類號: H10N50/10;H10N50/01;H10B61/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 陳小雯

1.一種半導體元件，其特征在于，包含：

磁性隧穿結(magnetic?tunneling?junction)，設于基底上，其中該磁性隧穿結包含：

固定層，設于下電極層上；

阻障層，設于該固定層上，其中該阻障層包含U形；

自由層，設于該阻障層上；以及

上電極層，設于該自由層上，

間隙壁，環繞該磁性隧穿結，其中該阻障層的頂面與該間隙壁的頂面切齊，且該阻障層的側壁與該固定層的側壁切齊，

第一金屬間介電層，設于該基底上；

金屬內連線，設于該第一金屬間介電層內；

該磁性隧穿結，設于該金屬內連線上；以及

第二金屬間介電層，設于該第一金屬間介電層上并環繞該間隙壁，

其中該上電極層直接接觸該間隙壁、該第二金屬間介電層以及該阻障層的上表面。

2.如權利要求1所述的半導體元件，其中該自由層上表面切齊該阻障層、該間隙壁以及該第二金屬間介電層上表面。

3.如權利要求1所述的半導體元件，其中該阻障層包含：

第一垂直部以及第二垂直部，設于該自由層兩側；以及

水平部，連接該第一垂直部以及該第二垂直部。

4.如權利要求3所述的半導體元件，其中各該第一垂直部以及該第二垂直部切齊該固定層邊緣。

5.一種制作如權利要求1至4中任一項所述的半導體元件的方法，包含：

形成第一金屬間介電層于基底上；

形成金屬內連線于該第一金屬間介電層內；

形成下電極層以及固定層于該第一金屬間介電層上；

形成犧牲層于該固定層上；

圖案化該犧牲層、該固定層以及該下電極層以形成第一磁性隧穿結(magnetictunneling?junction)；

形成間隙壁環繞該第一磁性隧穿結；

形成第二金屬間介電層環繞該第一磁性隧穿結；

去除該犧牲層以形成凹槽；以及

形成阻障層于該凹槽內，其中該阻障層的頂面與該間隙壁的頂面切齊，且該阻障層的側壁與該固定層的側壁切齊。

6.如權利要求5所述的方法，另包含：

形成襯墊層于該第一金屬間介電層以及該犧牲層上；

去除部分該襯墊層以形成該間隙壁于該第一磁性隧穿結旁；以及

形成該第二金屬間介電層于該間隙壁旁。

7.如權利要求6所述的方法，其中該間隙壁上表面切齊該犧牲層上表面。

8.如權利要求6所述的方法，其中該第二金屬間介電層上表面切齊該間隙壁以及該犧牲層上表面。

9.如權利要求6所述的方法，另包含：

形成該阻障層以及自由層于該第二金屬間介電層及該間隙壁上并填入該凹槽內；

平坦化該自由層以及該阻障層；

形成上電極層于該第二金屬間介電層、該阻障層以及該自由層上；以及

圖案化該上電極層以形成第二磁性隧穿結。

10.如權利要求9所述的方法，其中該自由層上表面切齊該阻障層以及該第二金屬間介電層上表面。