專利名稱：高密度mram單元陣列的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及提高存儲(chǔ)器陣列中MRAM單元密度的裝置和方法。
背景技術(shù)：
磁阻隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器(MRAM)的體系結(jié)構(gòu)由多個(gè)存儲(chǔ)器單元或存儲(chǔ)器單元陣列，和多個(gè)數(shù)元(digit)與位(bit)線交點(diǎn)組成。通常使用的磁阻存儲(chǔ)器單元由磁隧道結(jié)(MTJ)，隔離晶體管和數(shù)元與位線的交點(diǎn)組成。隔離晶體管通常是n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)?；ミB堆疊將隔離晶體管連接到MTJ器件，位線(bit line)和被用來產(chǎn)生用于對(duì)MRAM單元進(jìn)行編程的磁場(chǎng)部分的數(shù)元線(digit line)。使用平面互連后端的標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝通常被用于集成MRAM單元。在使用鎢柱或嵌刻銅互連的體系結(jié)構(gòu)中可以發(fā)現(xiàn)平面后端互連模式。CMOS工藝的互連堆疊可以是Al-Cu或銅基互連材料。根據(jù)具體存儲(chǔ)器和涉及相同芯片上制造的存儲(chǔ)器的器件，可以改變CMOS工藝中的的互連層數(shù)量。由于存儲(chǔ)器包含數(shù)十萬單元，在各個(gè)單元中即使節(jié)省很小的面積也會(huì)大大提高存儲(chǔ)器密度。

發(fā)明內(nèi)容
因此非常期望提供通過降低各個(gè)MRAM單元的面積來提高存儲(chǔ)器陣列中MRAM單元密度的裝置和方法。


參照附圖圖1是MRAM單元的互連的剖視圖，其中圖解了標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝在線路和堆疊形成中的使用；圖2是類似于圖1的、關(guān)于MRAM單元的互連的剖視圖，其中圖解了本發(fā)明的新穎步驟在線路和堆疊形成中的使用；圖3是類似于圖2的剖視圖，其中圖解了根據(jù)本發(fā)明的新穎工藝的堆疊形成中的其它步驟；圖4、5和6是一系列關(guān)于MTJ存儲(chǔ)器單元的剖視圖，其中圖解了磁層端部的均勻間隔的重要性；圖7-13是剖視圖和頂視圖，其中圖解了本發(fā)明制造MTJ存儲(chǔ)器單元的工藝中的順序步驟；圖14是從圖13中的切線14-14得到的剖視圖；而圖15是根據(jù)本發(fā)明的完全緊湊磁阻隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器單元的簡(jiǎn)化剖視圖。
具體實(shí)施例方式
具體參照?qǐng)D1，圖1圖解了MRAM單元10的互連的剖視圖，其中在線路和堆疊形成中使用了標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝。單元10包含半導(dǎo)體基底11，半導(dǎo)體基底11上形成有隔離晶體管12。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和眾所周知的CMOS工藝，形成通孔和金屬化層的互連堆疊13，以便為集成電路和包含單元10的存儲(chǔ)器單元陣列提供互連。通過全部以眾所周知的方式提供電介質(zhì)層、掩模和蝕刻、以及金屬沉積，形成互連堆疊13。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和眾所周知的工藝，包含隔離晶體管12的源極和漏極端子上的第一通孔的金屬被稱作接觸層(CNT)。形成第一互連層的金屬化層被稱作第一金屬化層(M1)。層M1上形成的通孔被稱作第一通孔層(Via1)，下一個(gè)金屬化層是第二金屬化層(M2)，其后順序跟有通孔層Via2，第三金屬化層M3，以及附加通孔層和金屬化層，附加通孔層和金屬化層的數(shù)量與為具體裝置和應(yīng)用提供期望互連所需的數(shù)量一樣多，或者多于或少于該數(shù)量。
提供層BVia中的最終通孔14，以便將隔離晶體管12連接到這里將要說明的磁隧道結(jié)(MTJ)位元。另一個(gè)金屬化層MDL包含與MTJ位元(未示出)相關(guān)的數(shù)元線15。對(duì)此，標(biāo)準(zhǔn)的做法是使用相同的平版印刷步驟在金屬化層MDL中提供針對(duì)通孔14和數(shù)元線15的金屬化連接16。這個(gè)過程的主要問題是，由于印制出數(shù)元線15，連接16的尺寸或面積受到平版印刷工藝的下限或最小面積值的限制。通常，當(dāng)線路和連接被包含在相同平版印刷步驟中時(shí)，最小長(zhǎng)度是最小寬度的2倍。并且，連接16與數(shù)元線15之間必須間隔最小距離17。連接16的最小面積值嚴(yán)重限制了MRAM單元10可以減少的尺寸。在相同層上印制的部件的最小距離間隔優(yōu)于不同平版印刷層上部件之間的間隔。其根本原因在于，相同層上印制的部件之間沒有覆蓋誤差。
現(xiàn)在參照?qǐng)D2，圖2是類似于圖1的剖視圖，其中根據(jù)本發(fā)明圖解了MRAM單元10′的互連。在圖2中，使用類似的編號(hào)表示與圖1中部件類似的部件，并且對(duì)所有編號(hào)均加上單引號(hào)以表明是不同的實(shí)施例。在這個(gè)實(shí)施例中，包含位于互連堆疊13′上端的通孔14′，并且通孔14′與金屬化層M3連接，但是該工藝不包含金屬化連接16(圖1)。形成穿過所有中間層的存儲(chǔ)器通孔18′以連接通孔14′，存儲(chǔ)器通孔18′也被表示成M-Via。以獨(dú)立于互連堆疊13′的方式形成數(shù)元線15′。由于數(shù)元線15′平版印刷步驟不包含最小面積值的通孔18′，可以使數(shù)元線15′和通孔18′成為最小平版印刷。因此，唯一的限制是到達(dá)互連堆疊13′的距離17′。
當(dāng)以獨(dú)立于線路15′的方式印制通孔18′時(shí)，長(zhǎng)寬比可以為1，于是部件需要的面積被最小化。
當(dāng)完成數(shù)元線15′時(shí)，沉積出最終的電介質(zhì)層20′，并且通過某些適當(dāng)?shù)姆椒ǎ鐧C(jī)械拋光等等使上表面平滑。使電介質(zhì)層20′比標(biāo)準(zhǔn)隔層電介質(zhì)薄得多，以便提高數(shù)元線15′與電介質(zhì)20′的頂端表面上沉積的磁性元件之間的磁耦合。由于電介質(zhì)層20′較薄，通孔18′的縱橫比基本保持在標(biāo)準(zhǔn)的最小縱橫比上，因此能夠印制和填充最小幾何形狀的通孔18′。在電路中位于存儲(chǔ)器核心(未示出)外部的其它部分內(nèi)，數(shù)元線15′仍然需要連接到通孔14′。由于會(huì)將MDL與電路的其它部分?jǐn)嚅_，所以通孔18′(MVia)不能連接到M3。由于通孔18′(MVia)的使用和部件尺寸受到限制(部件尺寸保持固定)，可以優(yōu)化平版印刷工藝以印制這個(gè)類似于通孔的小型部件。不能優(yōu)化平版印刷工藝以并行印制最小部件和較大的部件。
繼續(xù)制造MRAM單元10′的過程，在MTJ位元(未示出)的制程的第一步驟中，在電介質(zhì)層20′的平滑上表面沉積覆蓋材料層。通常，覆蓋層會(huì)被金屬化以便將堆疊13′的互連通孔18′連接到MTJ位元。如果覆蓋層被沉積和平滑化以允許沉積MTJ位元部件，則某些對(duì)準(zhǔn)鍵或部件必須被放到該層上，以允許為后續(xù)的掩模和蝕刻步驟進(jìn)行適當(dāng)?shù)膶?duì)準(zhǔn)。以這種方式提供對(duì)準(zhǔn)鍵需要附加步驟，并且引入附加的對(duì)準(zhǔn)容差，這種對(duì)準(zhǔn)容差會(huì)在后續(xù)步驟中加重失準(zhǔn)。為了克服這個(gè)問題，如圖3所示，本發(fā)明提供了一種暴露對(duì)準(zhǔn)鍵的新穎工藝。
具體參照?qǐng)D3，清除上部電介質(zhì)層20′的薄層，使得在相同金屬化層中被印制和處理成通孔18′的對(duì)準(zhǔn)鍵略微突出到上表面的上面。雖然通孔18′突出到電介質(zhì)層20′的表面上面的量值主要取決于清除和后續(xù)對(duì)準(zhǔn)中使用的工藝，然而已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，接近接近300的量值足夠得到清晰的對(duì)準(zhǔn)信號(hào)。通過任何包含選擇性蝕刻、機(jī)械拋光等等的適當(dāng)方法可以清除少量的電介質(zhì)層20′。在清除一部分電介質(zhì)層20′以便通孔18′略微突出的情況下，沉積出覆蓋連接金屬化層22′。通孔18′在層22′中產(chǎn)生凸起23′，凸起23′在后續(xù)步驟中被用作對(duì)準(zhǔn)鍵。通過在后續(xù)步驟中對(duì)準(zhǔn)到通孔18′，這種對(duì)準(zhǔn)比通過在層23′中形成附加對(duì)準(zhǔn)鍵所得到的對(duì)準(zhǔn)更加精確。并且，增加清除一部分層20′的步驟不會(huì)根本增加制程的復(fù)雜度，因?yàn)橐呀?jīng)針對(duì)層20′包含了拋光或平滑步驟，并且這個(gè)步驟僅在附加的短時(shí)間段內(nèi)完成。
現(xiàn)在參照?qǐng)D4、5和6，圖4、5和6圖解了一系列關(guān)于MTJ存儲(chǔ)器單元30的剖視圖，以便說明磁層端部的均勻間隔的重要性。具體如圖4所示，MTJ存儲(chǔ)器單元30包含非磁性導(dǎo)體32，非磁性導(dǎo)體32形成MTJ存儲(chǔ)器單元30的弱電接觸。注意，在上述描述中，圖3的層23′通常與圖4中的導(dǎo)體32相同。MTJ存儲(chǔ)器單元30還包含栓固磁層34，位于層34上面的隧道屏蔽層35，和位于層35上面的自由磁層36。在1998年3月31日發(fā)布，標(biāo)題為″Multi-Layer Magnetic Tunneling Junction MemoryCells″的專利5,702,831中可以發(fā)現(xiàn)關(guān)于MTJ存儲(chǔ)器單元的制造和操作的更多信息，這里參考引用了該專利。
應(yīng)當(dāng)注意，自由磁層36和栓固磁層34的圖案轉(zhuǎn)印對(duì)于MTJ存儲(chǔ)器單元30的參數(shù)是重要的。也就是說，如圖5所示，當(dāng)自由磁層36的端部的位置與栓固磁層34的端部距離基本相等時(shí)，磁通線(如圖5中的箭頭37所示)是相等的，這表明自由磁層36和栓固磁層34之間存在均衡耦合。如圖6所示，當(dāng)端部之間的距離不等時(shí)，制程期間的覆蓋或位置不正會(huì)造成非均衡磁耦合。非均衡磁耦合會(huì)在MTJ存儲(chǔ)器單元的磁滯回線中產(chǎn)生偏移，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，這會(huì)在單元的讀取和寫入電平中產(chǎn)生差。
現(xiàn)在參照?qǐng)D7至圖14，其中示出了圖解根據(jù)本發(fā)明的MTJ存儲(chǔ)器單元制程中的順序步驟的一系列剖視圖和頂視圖。這里應(yīng)當(dāng)理解，為了方便只圖解了單個(gè)存儲(chǔ)器單元，但是通常會(huì)同時(shí)形成整個(gè)單元陣列(或各個(gè)單元陣列)。具體參照?qǐng)D7和8，MTJ存儲(chǔ)器單元40包含非磁性導(dǎo)體42，非磁性導(dǎo)體42形成MTJ存儲(chǔ)器單元40的針對(duì)通孔41的弱電接觸。數(shù)元線43在垂直于圖7的方向延伸并進(jìn)出紙面，其中如上所述，通常在電介質(zhì)層47中形成通孔41和數(shù)元線43。MTJ存儲(chǔ)器單元40還包含栓固磁層44，位于層44上面的隧道屏蔽層35，和位于層45上面的自由磁層46。層42、44和45均被沉積成覆蓋層，并且自由磁層46以眾所周知的方式被光刻到覆蓋層45上。在圖7的側(cè)視圖中圖解了自由磁層46，并且在圖8的頂視圖中自由磁層46被旋轉(zhuǎn)90度。
如圖9的剖視圖和圖10的頂視圖所示，通過在相對(duì)于通孔41和數(shù)元線43的期望位置沉積自由磁層46，在頂部金屬層46的所有4邊上形成側(cè)壁隔層50。可以使用任何眾所周知的側(cè)壁形成工藝形成側(cè)壁隔層50，并且如本領(lǐng)域中所知的，在加工期間可以通過各種方式調(diào)節(jié)側(cè)壁50提供的厚度或間隔。如圖11所示，在MTJ存儲(chǔ)器單元40的整個(gè)區(qū)域上沉積薄阻蝕層52以作為覆蓋層。圖12中圖解了沿圖11中的切線12-12得到的剖視圖。
具體參照?qǐng)D13和14，在阻蝕層52上，在MTJ存儲(chǔ)器單元40的整個(gè)區(qū)域上沉積覆蓋硬掩模層55。通過使用標(biāo)準(zhǔn)掩模和蝕刻技術(shù)，形成硬掩模層55以便只覆蓋或限定MTJ存儲(chǔ)器單元40的期望部分。這里可以理解，硬掩模層55可以包含能夠相對(duì)于阻蝕層52被有選擇地蝕刻的任何材料。例如，硬掩模層55可以包含氮化鋁(AlN)等等，其中通過對(duì)阻蝕層52影響很小或沒有影響的濕蝕刻或氯化學(xué)蝕刻可以方便地蝕刻硬掩模層55。阻蝕層52可以包含氧化硅等等，其中通過對(duì)硬掩模層55影響很小或沒有影響的蝕刻可以方便地蝕刻阻蝕層52，以及覆蓋層45、44和42。于是，沉積和蝕刻硬掩模層55以限定MTJ存儲(chǔ)器單元40的限制，并且硬掩模層55接著被用作硬掩模以蝕刻層52、45、44和42，從而實(shí)際形成MTJ存儲(chǔ)器單元40。在這個(gè)處理中，側(cè)壁隔層50被用來具體定位自由磁層46的端部，使得其端部與栓固磁層44的端部之間的距離基本相等。
具體參照?qǐng)D15，其中示出了根據(jù)本發(fā)明的緊湊MRAM單元40(各個(gè)單元類似于圖13和14的單元40)的完整陣列60的簡(jiǎn)化剖視圖。如上所述，各個(gè)MRAM單元40均具有與其相關(guān)的、全部在基底11′上形成并且由基底11′支持的互連堆疊13′和隔離晶體管12′。各個(gè)互連堆疊13′與延伸的通孔14′端接(通常如上所述)，通孔14′穿過至少兩個(gè)材料層，并且消除了通常使用的金屬化連接或線路端接。與陣列60的各個(gè)行(或列)相關(guān)的位線62通過延伸通孔和互連堆疊64連接到隔離晶體管12′中的一個(gè)。這里應(yīng)當(dāng)理解，一個(gè)數(shù)元線43與陣列60的每個(gè)列(或行)相關(guān)。雖然為了說明的方便，在這里線路43被稱作″數(shù)元線″而線路62被稱作″位線″，但可以理解，這些術(shù)語在具體應(yīng)用(例如編程線路)中可以互換使用，并且不對(duì)本發(fā)明產(chǎn)生限制。
于是，公開了制造緊湊磁阻隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器單元和/或單元陣列的方法。該方法包含將互連堆疊與穿過若干層的通孔端接，以避免使用線路端接或金屬化連接。由于金屬化連接或線路端接對(duì)平版印刷工藝的下限或最小面積值有要求，延伸通孔的新穎使用減少了每個(gè)存儲(chǔ)器單元的面積，因此根本上減少了存儲(chǔ)器單元陣列的總體面積。并且，通孔的上端被暴露并且被用來形成對(duì)準(zhǔn)鍵，這消除了形成對(duì)準(zhǔn)鍵通常所需的若干步驟，并且減少了對(duì)準(zhǔn)容差，從而允許更好地對(duì)準(zhǔn)每個(gè)存儲(chǔ)器單元內(nèi)的部件。此外，各個(gè)MTJ存儲(chǔ)器單元中自由磁層的端部與栓固磁層的端部之間的距離基本相等，使得始終得到自由磁層和栓固磁層之間的均衡耦合。通過使用側(cè)壁隔層和選擇性蝕刻實(shí)現(xiàn)端部的相等距離。
雖然已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的具體實(shí)施例，然而本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)想到其它修改和改進(jìn)。因此應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不局限于示出的具體形式，我們期望通過所附權(quán)利要求書覆蓋不偏離本發(fā)明的宗旨和范圍的所有修改。
權(quán)利要求
1.一種制造緊湊磁阻隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器單元的方法，包括的步驟有提供在其上具有隔離晶體管的半導(dǎo)體基底；在基底上形成與晶體管的一個(gè)端子連通的互連堆疊；在與互連堆疊的上端相鄰的位置設(shè)置位線；和在互連堆疊的上端形成通孔，以便從位線下面的位置延伸到位線上面的位置。
2.如權(quán)利要求1所述的制造緊湊磁阻隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器單元的方法，其中形成通孔的步驟包含延伸通孔穿過至少兩個(gè)材料層。
3.如權(quán)利要求1所述的制造緊湊磁阻隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器單元的方法，其中形成通孔的步驟包含提供覆蓋位線并且環(huán)繞通孔上端的電介質(zhì)材料層，電介質(zhì)材料層具有上表面。
4.如權(quán)利要求3所述的制造緊湊磁阻隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器單元的方法，其中提供電介質(zhì)材料層的步驟包含形成電介質(zhì)材料層，使得通孔的上端在電介質(zhì)材料層的上表面上面延伸，從而提供對(duì)準(zhǔn)鍵。
5.如權(quán)利要求4所述的制造緊湊磁阻隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器單元的方法，其中還包含將磁隧道結(jié)存儲(chǔ)器單元設(shè)置在電介質(zhì)材料層的上表面上的步驟。
6.如權(quán)利要求5所述的制造緊湊磁阻隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器單元的方法，其中在層的堆疊中形成磁隧道結(jié)存儲(chǔ)器單元，并且在磁隧道結(jié)下面的層中形成編程線路。
7.如權(quán)利要求6所述的制造緊湊磁阻隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器單元的方法，其中將磁隧道結(jié)存儲(chǔ)器單元設(shè)置在電介質(zhì)材料層的上表面上的步驟包含將非磁性導(dǎo)體設(shè)置在電介質(zhì)材料層的上表面上，并且與通孔接觸。
8.如權(quán)利要求7所述的制造緊湊磁阻隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器單元的方法，其中將磁隧道結(jié)存儲(chǔ)器單元設(shè)置在電介質(zhì)材料層的上表面上的步驟還包含將磁材料栓固層設(shè)置在非磁性導(dǎo)體上的步驟，將隧道屏蔽設(shè)置在磁材料栓固層上的步驟，和將磁材料自由層設(shè)置在隧道屏蔽上的步驟。
9.如權(quán)利要求5所述的制造緊湊磁阻隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器單元的方法，其中將磁隧道結(jié)存儲(chǔ)器單元設(shè)置在電介質(zhì)材料層的上表面上的步驟包含的步驟有將導(dǎo)電非磁材料覆蓋層沉積在電介質(zhì)材料層的上表面上，并且與通孔接觸；將磁材料覆蓋層沉積在導(dǎo)電非磁材料覆蓋層上；將隧道隔離材料覆蓋層沉積在磁材料覆蓋層上；在隧道隔離材料覆蓋層上形成自由磁材料層，和自由磁層的頂部的頂部金屬層，自由磁材料層的位置與位線具有覆蓋關(guān)系，而頂部金屬層具有第一和第二端部和邊緣，第一和第二端部和邊緣限定磁隧道結(jié)存儲(chǔ)器單元的區(qū)域的范圍；在頂部金屬層的邊緣形成側(cè)壁隔層；形成覆蓋頂部金屬層和至少部分側(cè)壁隔層的硬掩模，硬掩模延伸超出自由磁材料層的邊緣；和使用硬掩模蝕刻隧道隔離材料覆蓋層，磁材料覆蓋層和導(dǎo)電非磁材料覆蓋層以提供具有邊緣的磁材料覆蓋層，所述邊緣以基本相等的距離延伸超出自由磁材料層的第一和第二端部。
10.如權(quán)利要求9所述的制造緊湊磁阻隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器單元的方法，其中形成硬掩模的步驟包含沉積與自由磁材料層和側(cè)壁隔層具有覆蓋關(guān)系的阻蝕材料覆蓋層的步驟，沉積硬掩模材料覆蓋層的步驟，和使用保護(hù)側(cè)壁隔層的阻蝕層掩模和蝕刻硬掩模材料層的步驟。
11.如權(quán)利要求10所述的制造緊湊磁阻隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器單元的方法，其中蝕刻隧道隔離材料覆蓋層的步驟包含使用硬掩模蝕刻阻蝕層。
12.如權(quán)利要求10所述的制造緊湊磁阻隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器單元的方法，其中形成自由磁材料層的步驟包含在自由磁材料層的上表面上沉積非磁性導(dǎo)電材料接觸層。
13.如權(quán)利要求12所述的制造緊湊磁阻隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器單元的方法，還包含形成穿過硬掩模的通孔的步驟，和形成另一個(gè)與硬掩模具有覆蓋關(guān)系并且通過通孔與非磁性導(dǎo)電材料接觸層接觸的位線和數(shù)元線。
14.一種制造緊湊磁隧道結(jié)存儲(chǔ)器單元的方法，包括的步驟有提供磁材料覆蓋層；將隧道隔離材料覆蓋層沉積在磁材料覆蓋層上；在隧道隔離材料覆蓋層上形成自由磁材料層，自由磁材料層具有限定磁隧道結(jié)存儲(chǔ)器單元的區(qū)域的范圍的第一和第二端部和邊緣；在自由磁層上形成具有邊緣的頂部金屬層；在頂部金屬層的邊緣形成側(cè)壁隔層；形成覆蓋自由磁層和至少部分側(cè)壁隔層的硬掩模，硬掩模延伸超出頂部金屬層的邊緣；和使用硬掩模蝕刻隧道隔離材料覆蓋層和磁材料覆蓋層以提供具有邊緣的磁材料覆蓋層，所述邊緣以基本相等的距離延伸超出自由磁材料層的第一和第二端部。
15.一種制造緊湊磁阻隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器單元的方法，包括的步驟有提供在其上具有隔離晶體管的半導(dǎo)體基底；在基底上形成與晶體管的一個(gè)端子連通的互連堆疊，互連堆疊至少部分由電介質(zhì)材料形成；在與電介質(zhì)材料中的互連堆疊的上端相鄰的位置設(shè)置位線；在電介質(zhì)材料層的上表面上沉積與互連堆疊連通的導(dǎo)電非磁材料覆蓋層；將磁材料覆蓋層沉積在導(dǎo)電非磁材料覆蓋層上；將隧道隔離材料覆蓋層沉積在磁材料覆蓋層上；在隧道隔離材料覆蓋層上形成自由磁材料層，并且在自由磁層上形成頂部金屬層，自由磁材料層的位置與位線具有覆蓋關(guān)系，而頂部金屬層具有第一和第二端部和邊緣，第一和第二端部和邊緣限定磁隧道結(jié)存儲(chǔ)器單元的區(qū)域的范圍；在頂部金屬層的邊緣形成側(cè)壁隔層；形成覆蓋自由磁層和至少部分側(cè)壁隔層的硬掩模，硬掩模延伸超出自由磁材料層的邊緣；和使用硬掩模蝕刻隧道隔離材料覆蓋層，磁材料覆蓋層和導(dǎo)電非磁材料覆蓋層以提供具有邊緣的磁材料覆蓋層，所述邊緣以基本相等的距離延伸超出自由磁材料層的第一和第二端部。
16.一種緊湊磁阻隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器單元，包括其中具有隔離晶體管的半導(dǎo)體基底；在基底上形成并且被連接到晶體管的一個(gè)端子的互連堆疊；位置與互連堆疊的上端相鄰的位線；和在互連堆疊的上端上形成并且從位線下面的位置延伸到位線上面的位置的通孔。
全文摘要
制造MRAM單元(10)的方法包含在半導(dǎo)體基底(11)上提供隔離晶體管(12)，以及在基底上形成與晶體管的一個(gè)端子連通的互連堆疊(13)。在堆疊的上端形成通孔(14)，以便從數(shù)元線(15)下面的位置延伸到數(shù)元線上面的位置。通孔還在電介質(zhì)層(20)的上表面上延伸以提供對(duì)準(zhǔn)鍵。MTJ存儲(chǔ)器單元位于與通孔接觸的上表面，并且使用側(cè)壁隔層和選擇性蝕刻從磁材料的栓固邊緣的端部分隔磁材料自由層的端部。
文檔編號(hào)H01L43/12GK1505837SQ01814932
公開日2004年6月16日 申請(qǐng)日期2001年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月28日
發(fā)明者馬克·杜爾拉姆, 馬克·德和雷拉, 尤金·陳, 賽德·特拉尼, 格羅利亞·科斯考斯基, 彼得·K·納吉, 喬恩·斯勞伏特, 科利·W·凱勒, K 納吉, W 凱勒, 亞 科斯考斯基, 德和雷拉, 斯勞伏特, 特拉尼, 陳, 馬克 杜爾拉姆 申請(qǐng)人:摩托羅拉公司