[發明專利]磁隧穿結裝置及其形成方法

在審

• 申請號: 201910030827.X
• 申請日: 2019-01-14
• 公開（公告）號: CN111435703A
• 公開（公告）日: 2020-07-21
• 發明（設計）人: 陳緯;王慧琳;楊玉如;林進富;鄒宜勲;楊鈞耀
• 申請（專利權）人: 聯華電子股份有限公司
• 主分類號: H01L43/08
• 分類號: H01L43/08;H01L43/02;H01L43/12
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 陳小雯

本發明公開一種磁隧穿結裝置及其形成方法，該磁隧穿結裝置包含兩個磁隧穿結元件以及一磁屏蔽層。兩個磁隧穿結元件并排設置。磁屏蔽層設置于兩個磁隧穿結元件之間。一種形成前述磁隧穿結裝置的方法包含有下述步驟。首先，形成一層間層，其中層間層包含一磁屏蔽層。接著，蝕刻層間層，以形成凹槽于層間層中。接續，填入磁隧穿結元件于凹槽中。或者，一種形成前述磁隧穿結裝置的方法包含有下述步驟。首先，形成一磁隧穿結層。之后，圖案化磁隧穿結層，以形成磁隧穿結元件。而后，形成一層間層于磁隧穿結元件之間，其中層間層包含一磁屏蔽層。

技術領域

本發明涉及一種磁隧穿結裝置及其形成方法，且特別是涉及一種具有磁屏蔽層的磁隧穿結裝置及其形成方法。

背景技術

磁阻式隨機存取存儲器(MRAM)是一種包含磁阻式隨機存取存儲器單元的存儲器件，磁阻式隨機存取存儲器單元利用電阻值代替電荷存儲數據。每個磁阻式隨機存取存儲器單元包含磁性隧穿結(MTJ)單元，磁性隧穿結單元的電阻可以被調節為代表邏輯狀態“0”或“1”。

按照慣例，磁性隧穿結單元由固定磁層、自由磁層、和配置在前兩者之間的隧穿層組成。磁性隧穿結單元的電阻可以通過根據固定磁層的磁矩改變自由磁層的磁矩來調節。當自由磁層的磁矩與固定磁層的磁矩平行時，磁性隧穿結單元的電阻低，然而當自由磁層的磁矩與固定磁層的磁矩反平行時，磁性隧穿結單元的電阻高。磁性隧穿結單元連接在頂部電極和底部電極之間，并且從一個電極向另一個電極流經磁性隧穿結的電流可以被檢測以確定電阻，從而確定磁性隧穿結的邏輯狀態。

發明內容

本發明提出一種磁隧穿結裝置及其形成方法，其形成磁屏蔽層于磁隧穿結元件之間，以屏蔽各磁隧穿結元件產生的雜散磁場，能避免各磁隧穿結元件受到雜散磁場影響。

本發明提供一種磁隧穿結裝置，包含兩個磁隧穿結元件以及一磁屏蔽層。兩個磁隧穿結元件并排設置。磁屏蔽層設置于兩個磁隧穿結元件之間。

本發明提供一種形成磁隧穿結裝置的方法，包含有下述步驟。首先，形成一層間層，其中層間層包含一磁屏蔽層。接著，蝕刻層間層，以形成凹槽于層間層中。接續，填入磁隧穿結元件于凹槽中。

本發明提供一種形成磁隧穿結裝置的方法，包含有下述步驟。首先，形成一磁隧穿結層。之后，圖案化磁隧穿結層，以形成磁隧穿結元件。而后，形成一層間層于磁隧穿結元件之間，其中層間層包含一磁屏蔽層。

基于上述，本發明提出一種磁隧穿結裝置及其形成方法，其設置一磁屏蔽層于磁隧穿結元件之間。具體而言，磁隧穿結元件可直接設置于磁屏蔽層中；或者，磁隧穿結元件設置于一層間介電層中，而磁屏蔽層可與層間介電層堆疊排列；或者，磁屏蔽層直接順應覆蓋磁隧穿結元件的側壁；或者，磁隧穿結元件設置于一層間介電層中，而磁屏蔽層設置于層間介電層的空隙中。如此一來，本發明所提出的磁隧穿結裝置可屏蔽磁隧穿結元件所產生的雜散磁場，避免雜散磁場影響磁隧穿結元件自身的磁矩。

附圖說明

圖1為本發明優選實施例中形成磁隧穿結裝置的方法的剖面示意圖；

圖2為本發明優選實施例中形成磁隧穿結裝置的方法的剖面示意圖；

圖3為本發明優選實施例中形成磁隧穿結裝置的方法的剖面示意圖；

圖4為本發明優選實施例中形成磁隧穿結裝置的方法的剖面示意圖；

圖5為本發明優選實施例中形成磁隧穿結裝置的方法的剖面示意圖；

圖6為本發明優選實施例中形成磁隧穿結裝置的方法的剖面示意圖；

圖7為本發明優選實施例中磁隧穿結裝置的剖面示意圖；

圖8為本發明優選實施例中磁隧穿結裝置的剖面示意圖；

圖9為本發明優選實施例中磁隧穿結裝置的剖面示意圖；