[發(fā)明專利]MRAM存儲(chǔ)器單元及其形成方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010597621.8
• 申請(qǐng)日: 2020-06-28
• 公開（公告）號(hào): CN112133721B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 莊學(xué)理;游文俊;王宏烵;施彥宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號(hào): H10B61/00
• 分類號(hào): H10B61/00;H01L29/10;H10N50/10;H10N50/01;H01L23/528
• 代理公司: 北京德恒律治知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;李偉

1.一種磁性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(MRAM)存儲(chǔ)器單元，包括：

襯底；

晶體管，位于所述襯底上方并且包括：

第一源極區(qū)域；

第二源極區(qū)域；

漏極區(qū)域，位于所述第一源極區(qū)域和所述第二源極區(qū)域之間；

至少一個(gè)第一溝道區(qū)域，位于所述漏極區(qū)域和所述第一源極區(qū)域之間；

至少一個(gè)第二溝道區(qū)域，位于所述漏極區(qū)域和所述第二源極區(qū)域之間；

第一柵極結(jié)構(gòu)，位于所述至少一個(gè)第一溝道區(qū)域上面；

第二柵極結(jié)構(gòu)，位于所述至少一個(gè)第二溝道區(qū)域上面；

磁隧道結(jié)，位于所述晶體管上面，其中，所述漏極區(qū)域耦合至所述磁隧道結(jié)；

第一金屬層，位于所述晶體管上面；以及

第二金屬層，位于所述第一金屬層上面，其中，所述第二金屬層和所述第一金屬層配置為將公共源極線信號(hào)耦合至所述第一源極區(qū)域和所述第二源極區(qū)域以及第一相鄰磁性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器單元的第一相鄰晶體管的第一相鄰第一源極區(qū)域和第一相鄰第二源極區(qū)域。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器單元，其中，所述至少一個(gè)第一溝道區(qū)域包括兩個(gè)第一溝道區(qū)域，其中，所述至少一個(gè)第二溝道區(qū)域包括兩個(gè)第二溝道區(qū)域，其中，所述磁性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器單元的x間距是所述第一源極區(qū)域和所述第二源極區(qū)域之間的距離，其中，所述磁性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器單元的x間距為0.18μm，并且其中，所述磁性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器單元的y間距為0.144μm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器單元，其中，所述至少一個(gè)第一溝道區(qū)域包括三個(gè)第一溝道區(qū)域，其中，所述至少一個(gè)第二溝道區(qū)域包括三個(gè)第二溝道區(qū)域，其中，所述磁性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器單元的x間距是所述第一源極區(qū)域和所述第二源極區(qū)域之間的距離，其中，所述磁性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器單元的x間距為0.18μm，并且其中，所述磁性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器單元的y間距為0.192μm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器單元，其中，所述第一金屬層包括第一部分，所述第一部分具有耦合至所述第一源極區(qū)域的第一段和耦合至所述第二源極區(qū)域的第二段，并且其中，所述第二金屬層包括耦合至第一金屬層的第一段，所述第二金屬層的第一段配置為公共源極線。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器單元，其中，

所述第一金屬層包括耦合至所述第一相鄰磁性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器單元的所述第一相鄰晶體管的所述第一相鄰第一源極區(qū)域和所述第一相鄰第二源極區(qū)域的第二部分、耦合至第二相鄰磁性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器單元的第二相鄰晶體管的第二相鄰第一源極區(qū)域和第二相鄰第二源極區(qū)域的第三部分以及耦合至第三相鄰磁性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器單元的第三相鄰晶體管的第三相鄰第一源極區(qū)域和第三相鄰第二源極區(qū)域的第四部分，其中，

所述公共源極線耦合至所述第一金屬層的所述第一部分和所述第二部分，并且耦合至第二公共源極線，所述第二公共源極線耦合至所述第一金屬層的所述第三部分和所述第四部分，用于形成配置為接收所述公共源極線信號(hào)的四個(gè)位單元。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器單元，其中，所述磁隧道結(jié)包括下部鐵磁層、上部鐵磁層和位于所述下部鐵磁層與所述上部鐵磁層之間的隧道阻擋層，并且其中，所述磁性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器單元還包括：

第三金屬層，配置為字線并且耦合至所述第一柵極結(jié)構(gòu)和所述第二柵極結(jié)構(gòu)；

第四金屬層，配置為耦合至所述下部鐵磁層和所述漏極區(qū)域的下部金屬接觸島；

第五金屬層，配置為耦合至所述上部鐵磁層的上部金屬接觸島；以及

第六金屬層，配置為位線并且耦合至所述第五金屬層。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的磁性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器單元，其中，

所述至少一個(gè)第一溝道區(qū)域包括兩個(gè)第一溝道區(qū)域，其中，

所述至少一個(gè)第二溝道區(qū)域包括兩個(gè)第二溝道區(qū)域，其中，

所述下部金屬接觸島的長(zhǎng)度為0.08μm，寬度為0.06μm，其中，

所述上部金屬接觸島的長(zhǎng)度為0.1μm，寬度為0.08μm。