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6F2非易失性存储器位单元制造技术

技术编号:13969209 阅读:69 留言:0更新日期:2016-11-10 03:06
一种装置包括:存储器单元阵列,其被布置成栅格,所述栅格由在相对于彼此总体上正交的取向上的字线和位线来限定,存储器单元包括电阻存储器部件和存取晶体管,其中,所述存取晶体管包括扩散区,扩散区被设置为相对于相关联的字线成锐角。一种方法包括:蚀刻基板以形成多个鳍状物,每个鳍状物包括具有长度尺寸的主体,主体包括总体上平行于彼此并通过成角度的沟道区偏移的多个第一结区和多个第二结区,成角度的沟道区在长度尺寸上使第一结区的端部从第二结区的开始部分移位;去除间隔体材料;以及在多个鳍状物中的每个鳍状物的沟道区上引入栅极电极。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
非易失性存储器。
技术介绍
磁阻RAM(MRAM)是以磁存储元件的形式存储数据的非易失性存储器的类型。磁存储元件一般由磁隧道结(MTJ)形成,磁隧道结是由薄绝缘层分开的两个铁磁体的部件。两个铁磁体之一是被设置到特定极性的永久磁体。另一铁磁体的磁场可以发生改变以匹配外部场的磁场以存储存储器。代表性地,可以通过为相关联的晶体管供电来选择包含这样的磁存储元件的单元,该相关联的晶体管将其电流从穿过单元的供应线切换到地。由于磁隧道效应,单元的电阻由于这两个铁磁体中的场的取向而发生改变。通过测量因此产生的电流,可以确定特定单元内部的电阻(单元可以被读取)。代表性地通过在可写入板中看到的结处感应磁场来将数据写入单元。自旋转移矩(STT)MRAM使用自旋对准的电子来影响流入层内的电子以改变它们的自旋。在电流穿过磁化层(固定磁层)的场合,电流将出现自旋极化。在每个电子通过的情况下,其自旋(角动量)将被转移到被称为自由磁层的下一磁层中的磁化,并将引起其磁化上的小变化。这实际上是磁化的转矩引起的旋进。由于电子的反射,转矩也被施加在相关联的固定磁层的磁化上。最后,如果电流超过某个临界值(由磁材料及其环境所引起的阻尼给出),自由磁层的磁化将由一般在大约1到10纳秒的电流脉冲来切换。固定磁层的磁化可以保持不变,因为相关联的电流由于几何结构或由于相邻的反铁磁层而低于其阈值。自旋转移矩可以用于翻转磁随机存取存储器中的磁存储元件。自旋转移矩MRAM或STT-MRAM相对于使用磁场来翻转有源元件的常规磁随机存取存储器(MRAM)而言具有更低的功率消耗和更好的可缩放性的优点。然而,在STT-MRAM器件制造和使用的领域中仍然需要明显的改进。附图说明图1示出STT-MRAM存储器位单元的示意图。图2示出包括多个STT-MRAM存储器位单元的集成电路基板的一部分的横截面侧视图。图3是穿过图2的线3-3’的存储器单元阵列的顶部平面图。图4示出穿过图2的线4-4’的STT-MRAM存储器单元阵列的顶部平面图。图5示出以波形图案布置在基板上的图案化特征子单元的组件的顶部平面图。图6示出图5的结构的横截面侧视图,并示出基板上的图案化特征子单元的第一组。图7示出图5的结构的横截面侧视图,并示出基板上的图案化特征子单元的第二组。图8示出在光学接近修正之后的在图5中所示的图案化特征的顶视图。图9示出具有放置在基板的表面上的多个图案化特征和共形地叠加在图案化特征上面的电介质层的半导体基板的横截面侧视图。图10示出在电介质层的各向异性蚀刻之后的图9的结构。图11示出在图案化特征的去除之后的图10的结构。图12示出图11的结构的顶视图并示出基板上的电介质材料间隔体中的两个。图13示出在将基板图案化以形成鳍状物结构之后的图12的结构。图14示出在去除电介质材料之后的图13的结构。图15示出图14的结构的顶视图并示出具有图案化特征的轮廓的相邻鳍状物结构,相邻鳍状物结构由所述图案化特征形成。图16示出电子系统的实施例的方框图。图17示出计算设备的实施例。具体实施方式在一个实施例中,描述了6F2非易失性存储器位单元的布局架构和技术特征。在一个实施例中,装置包括被布置成栅格的存储器单元阵列,所述栅格由被布置成相对于彼此总体上正交取向的字线和位线来限定。存储器单元阵列的单元包括非易失性存储器部件和存取晶体管。存取晶体管包括扩散区,该扩散区被设置为相对于相关联的字线成锐角。还公开了形成用于6F2非易失性存储器位单元的装置和架构的方法(集成电路基板包括具有6F2的有效尺寸的存储器单元阵列)。图1示出非易失性存储器位单元的示意图,该非易失性存储器位单元是STT-MRAM存储器位单元。位单元100包括STT-MRAM存储器元件或部件110。如在插图中所示的,在STT-MRAM存储器部件110是自旋转移矩元件的场合,这样的元件代表性地包括:例如由钌构成的底部电极1102,并且例如由钴铁硼(CoFeB)构成的固定磁层1104与底部电极1102相邻;例如由钽构成的顶部电极1116,其与例如由CoFeB构成的自由磁层1118相邻;以及设置在固定磁层1104与自由磁层1118之间的例如由氧化镁(MgO)构成的隧道势垒或电介质层1122。在实施例中,自旋转移矩元件基于垂直的磁力。最后,第一电介质元件1123和第二电介质元件1124可以形成为与顶部电极1116、自由磁层1118和隧道势垒电介质层1122相邻。STT-MRAM存储器部件110连接到位线160。顶部电极1116可以电连接到位线160。STT-MRAM存储器部件110还连接到与位单元100相关联的存取晶体管120。存取晶体管120包括扩散区,其包括结区130(源极区)、结区140(漏极区)、在结区与沟道区上的栅极电极150之间或将结区与栅极电极150分开的沟道区。如所示的,STT-MRAM存储器部件110连接到存取晶体管120的结区140。底部电极1102连接到结区。位单元100中的结区130连接到源极线170。最后,栅极电极150电连接到字线155。图2示出包括多个STT-MRAM存储器位单元的集成电路基板的一部分的横截面侧视图。在一个实施例中,集成电路结构是由STT-MRAM存储器单元的栅格构建的存储器设备。参考图2,结构200包括例如由诸如硅等单晶半导体材料构成的基板210。基板210具有在其上形成的多个器件,包括由晶体管220代表的晶体管器件。这样的晶体管可以是例如单栅极或多栅极器件或这两者。如所示的,晶体管220包括扩散区,扩散区包括结区230(源极区)和结区240(漏极区)以及在结区之间的沟道区235。晶体管220还包括例如由多晶硅材料或金属材料构成的栅极电极250。叠加在图2中的基板210上的器件(例如晶体管220)上面的是层间电介质245。在层间电介质245上的是图案化金属线(M1),其在这个实施例中是源极线255。如所示的,设置在源极线255与结区230之间的是导电通孔258。代表性地,导电通孔258例如是钨,并且源极线255例如是铜。在一个实施例中,导电通孔258和源极线255可以例如由金属镶嵌技术形成。图2还示出叠加在第一金属线(源极线255)上面的层间电介质259和形成在层间电介质259的表面上的图案化第二金属线260。图2还示出穿过层间电介质259和层间电介质245延伸到晶体管220的结区240的柱状接触部285。在一个实施例中,柱状接触部285是设置在电介质材料(层间电介质245和层间电介质259)中且不与第一金属层(源极线255)接触的导电材料,例如铜或钨。代表性地,柱状接触部285自对准到源极线255。代表性地,柱状接触部285和第二金属线260由金属镶嵌技术形成。在结构200中的第二金属线层处,同样设置在层间电介质259的表面上的是再分布层280。在一个实施例中,再分布层280具有由长度l和进出页面的宽度限定的面积。再分布层280的面积大于通过柱状接触部285的端部的横截面面积。如所示,柱状接触部285的端部接触再分布层280的基部的面积,而相对的端部接触存取晶体管220的结区240。连接到再分布层280的相对侧的是STT-MRAM存储器元件275。在一个实施例中,STT-MRAM本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置,包括:存储器单元阵列,其被布置成栅格,所述栅格由在相对于彼此总体上正交的取向上的字线和位线来限定,存储器单元阵列的单元包括非易失性存储器部件和存取晶体管,其中,所述存取晶体管包括扩散区,其中,所述扩散区的部分被设置为相对于相关联的字线成锐角。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种装置,包括:存储器单元阵列,其被布置成栅格,所述栅格由在相对于彼此总体上正交的取向上的字线和位线来限定,存储器单元阵列的单元包括非易失性存储器部件和存取晶体管,其中,所述存取晶体管包括扩散区,其中,所述扩散区的部分被设置为相对于相关联的字线成锐角。2.如权利要求1所述的装置,其中,所述非易失性存储器部件是STT-MRAM存储器部件。3.如权利要求1所述的装置,其中,所述单元还包括柱状接触部,所述柱状接触部耦合到所述存储器部件和所述存取晶体管的所述扩散区。4.如权利要求3所述的装置,其中,所述存储器部件设置在所述位线与源极线之间,并且所述柱状接触部与所述源极线自对准。5.如权利要求4所述的装置,其中,所述源极线耦合到所述扩散区,并且源极线间距是2F。6.如权利要求3所述的装置,还包括设置在存储器部件与所述柱状接触部之间的再分布层,并且所述单元中的所述电阻存储器部件和所述柱状接触部的相对位置是偏移的。7.如权利要求6所述的装置,其中,所述再分布层包括相对于所述柱状接触部的端部的表面具有减小的表面粗糙度的表面。8.如权利要求6所述的装置,其中,位线间距是2F。9.如权利要求2所述的装置,其中,所述存储器部件包括磁隧道结。10.一种方法,包括:在基板上引入多个特征;在所述多个特征上共形地引入间隔体材料,所述间隔体材料具有为存取晶体管的结区所选择的厚度;各向异性地蚀刻所述间隔体材料以暴露所述多个特征;去除所述多个特征;蚀刻所述基板以形成多个鳍状物,每个鳍状物包括具有长度尺寸的主体,所述主体包括多个第一结区和多个第二结区,所述多个第一结区和所述多个第二结区总体上彼此平行并且通过成角度的沟道区而偏移,所述成角度的沟道区在所述长度尺寸上使第一结区的端部从第二结区的开始部分移位;去除所述间隔体材料;以及在所述多个鳍状物中的每个鳍状物的沟道区上引入栅极电极,其中,所述栅极电极被布置在相对于所述多个第一结区和所述第二结区总体上正交的取向上。11.如权利要求10所述的方法,其中,引入的所述多个特征中的每个特征包括具有长度尺寸的主体,所述主体包括多个第一部分和多个第二部分,所述多个第一部分和所述多个第二部分总体上彼此平行并且通过成角度的部分而偏移,所述成角度的部分在所述长度尺寸上使第一部分的端部从第二部分的开始部分移位。12.如权利要求10所述的方法,其中,所述多个鳍状物的相应鳍状物之间的间距是2F。13.如权利要求10所述的方法,还包括:形成...

【专利技术属性】
技术研发人员:王奕
申请(专利权)人:英特尔公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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