[發明專利]半導體元件及其制作方法

在審

• 申請號: 202010717276.7
• 申請日: 2020-07-23
• 公開（公告）號: CN113972315A
• 公開（公告）日: 2022-01-25
• 發明（設計）人: 陳禹鈞;劉彥群;馮雅圣;邱久容;曾奕銘;施易安;李怡慧;朱中良;胡修豪
• 申請（專利權）人: 聯華電子股份有限公司
• 主分類號: H01L43/02
• 分類號: H01L43/02;H01L43/08;H01L43/12
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 陳小雯

本發明公開一種半導體元件及其制作方法，其中該半導體元件主要包含磁阻式隨機存取存儲器(Magnetoresistive Random Access Memory,MRAM)區以及邏輯區定義于基底上，第一金屬內連線設于MRAM區，第二金屬內連線設于邏輯區，停止層由第一金屬內連線延伸至第二金屬內連線且第一金屬內連線上的停止層以及第二金屬內連線上的停止層包含不同厚度以及一磁性隧穿結(magnetic tunneling junction,MTJ)設于第一金屬內連線上。

技術領域

本發明涉及一種制作半導體元件，尤其是涉及一種制作磁阻式隨機存取存儲器(magnetoresistive random access memory,MRAM)元件的方法。

背景技術

已知，磁阻(magnetoresistance,MR)效應是材料的電阻隨著外加磁場的變化而改變的效應，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，磁阻效應已被成功地運用在硬盤生產上，具有重要的商業應用價值。此外，利用巨磁電阻物質在不同的磁化狀態下具有不同電阻值的特點，還可以制成磁性隨機存儲器(MRAM)，其優點是在不通電的情況下可以繼續保留存儲的數據。

上述磁阻效應還被應用在磁場感測(magnetic field sensor)領域，例如，移動電話中搭配全球定位系統(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資訊。目前，市場上已有各式的磁場感測技術，例如，各向異性磁阻(anisotropic magnetoresistance,AMR)感測元件、巨磁阻(GMR)感測元件、磁隧穿結(magnetic tunneling junction,MTJ)感測元件等等。然而，上述現有技術的缺點通常包括：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，而有必要進一步改進。

發明內容

本發明一實施例揭露一種半導體元件，其主要包含磁阻式隨機存取存儲器(Magnetoresistive Random Access Memory,MRAM)區以及邏輯區定義于基底上，第一金屬內連線設于MRAM區，第二金屬內連線設于邏輯區，停止層由第一金屬內連線延伸至第二金屬內連線且第一金屬內連線上的停止層以及第二金屬內連線上的停止層包含不同厚度以及一磁性隧穿結(magnetic tunneling junction,MTJ)設于第一金屬內連線上。

附圖說明

圖1至圖4為本發明一實施例制作一MRAM單元的方式示意圖。

主要元件符號說明

12:基底

14:MRAM區域

16:邏輯區域

18:層間介電層

20:金屬內連線結構

22:金屬內連線結構

24:金屬間介電層

26:金屬內連線

28:停止層

30:金屬間介電層

32:金屬內連線

34:阻障層

36:金屬層

38:MTJ堆疊結構

42:下電極

44:固定層

46:阻障層

48:自由層

50:上電極