磁阻式随机存取存储器的布局图案制造技术

本发明专利技术公开一种磁阻式随机存取存储器的布局图案，其包含第一磁隧穿结(magnetic tunneling junction,MTJ)图案，设于基底上，第二MTJ图案设于该第一MTJ图案旁以及第一金属内连线图案设于该第一MTJ图案以及该第二MTJ图案之间，其中该第一MTJ图案、该第一金属内连线图案以及该第二MTJ图案交错排列。

【技术实现步骤摘要】
磁阻式随机存取存储器的布局图案
本专利技术涉及一种磁阻式随机存取存储器的布局图案。
技术介绍
已知，磁阻(magnetoresistance,MR)效应是材料的电阻随着外加磁场的变化而改变的效应，其物理量的定义，是在有无磁场下的电阻差除上原先电阻，用以代表电阻变化率。目前，磁阻效应已被成功地运用在硬盘生产上，具有重要的商业应用价值。此外，利用巨磁电阻物质在不同的磁化状态下具有不同电阻值的特点，还可以制成磁性随机存储器(MRAM)，其优点是在不通电的情况下可以继续保留存储的数据。上述磁阻效应还被应用在磁场感测(magneticfieldsensor)领域，例如，移动电话中搭配全球定位系统(globalpositioningsystem,GPS)的电子罗盘(electroniccompass)零组件，用来提供使用者移动方位等信息。目前，市场上已有各式的磁场感测技术，例如，各向异性磁阻(anisotropicmagnetoresistance,AMR)感测元件、巨磁阻(GMR)感测元件、磁隧穿结(magnetictunnelingjunction,MTJ)感测元件等等。然而，上述现有技术的缺点通常包括：较占芯片面积、制作工艺较昂贵、较耗电、灵敏度不足，以及易受温度变化影响等等，而有必要进一步改进。
技术实现思路
本专利技术一实施例公开一种磁阻式随机存取存储器的布局图案，其中，包含第一磁隧穿结(magnetictunnelingjunction,MTJ)图案设于基底上，第二MTJ图案设于该第一MTJ图案旁以及第一金属内连线图案设于该第一MTJ图案以及该第二MTJ图案之间，其中该第一MTJ图案、该第一金属内连线图案以及该第二MTJ图案交错排列。本专利技术又一实施例公开一种磁阻式随机存取存储器的布局图案，其中，包含第一金属内连线图案设于一基底上，其中该第一金属内连线图案包含一第一L形；以及磁隧穿结(magnetictunnelingjunction,MTJ)图案设于该第一金属内连线图案旁，其中该MTJ图案包含二第一L形。附图说明图1为本专利技术一实施例的一MRAM元件的结构示意图；图2为现行MRAM单元中MTJ与金属内连线的布局图案示意图；图3为本专利技术一实施例MRAM单元中MTJ与金属内连线的布局图案示意图；图4为本专利技术一实施例MRAM单元中MTJ与金属内连线的布局图案示意图。主要元件符号说明12基底14阵列区域18MRAM区域20逻辑区域50金属内连线52层间介电层54金属内连线56金属内连线结构58MTJ60金属内连线62遮盖层64金属间介电层66金属内连线结构68停止层70金属间介电层72金属内连线74停止层76金属间介电层78金属内连线80停止层82金属间介电层84金属内连线86阻障层88金属层90第一电极层92固定层94自由层96遮盖层98第二电极层102第一MTJ图案104第一金属内连线图案106第二MTJ图案108第二金属内连线图案110第三金属内连线图案112接触洞图案122第一MTJ图案124第一金属内连线图案126第二MTJ图案128第二金属内连线图案130第三金属内连线图案132接触洞图案134第一方向136第二方向138第三方向142第一金属内连线图案144第一MTJ图案146第二金属内连线图案148第二MTJ图案150第三金属内连线图案152第一接触洞图案154第二接触洞图案156第一部分158第二部分160第三部分162第四部分具体实施方式请同时参照图1，图1为本专利技术一实施例的一半导体元件，或更具体而言一MRAM元件的结构示意图。如图1所示，本专利技术的MRAM元件主要包含一基底12，例如一由半导体材料所构成的基底12，其中半导体材料可选自由硅、锗、硅锗复合物、硅碳化物(siliconcarbide)、砷化镓(galliumarsenide)等所构成的群组，且基底12上较佳定义有一阵列区域14以及一边缘区域(图未示)环绕阵列区域14，其中阵列区域14在本实施例中又可称之为MRAM巨集(MRAMmacro)区域，且阵列区域14可细部包含一MRAM区域18以及逻辑区域20。基底12上可包含例如金属氧化物半导体(metal-oxidesemiconductor,MOS)晶体管等主动(有源)元件、被动(无源)元件、导电层以及例如层间介电层(interlayerdielectric,ILD)52等介电层覆盖于其上。更具体而言，基底12上可包含平面型或非平面型(如鳍状结构晶体管)等MOS晶体管元件，其中MOS晶体管可包含栅极结构(例如金属栅极)以及源极/漏极区域、间隙壁、外延层、接触洞蚀刻停止层等标准晶体管元件，层间介电层52可设于基底12上并覆盖MOS晶体管，且层间介电层52可具有多个接触插塞(图未示)电连接MOS晶体管的栅极以及/或源极/漏极区域。由于平面型或非平面型晶体管与层间介电层等相关制作工艺均为本领域所熟知技术，在此不另加赘述。此外半导体元件另包含金属内连线结构54、56设于层间介电层52上、MTJ58设于边缘区域以及MRAM区域18的金属内连线结构56上、金属内连线60设于逻辑区域20的金属内连线结构56上、遮盖层62设于MTJ58周围侧壁、金属间介电层64设于遮盖层62周围以及另一金属内连线结构66设于MTJ58及金属内连线60上。在本实施例中，金属内连线结构54包含停止层68、金属间介电层70以及多个金属内连线72镶嵌于停止层68与金属间介电层70中，金属内连线结构56包含一停止层74、一金属间介电层76以及多个金属内连线78镶嵌于停止层74与金属间介电层76中，金属内连线结构66则包含一停止层80、一金属间介电层82、金属内连线84以及金属内连线50镶嵌于停止层80以及金属间介电层82中。在本实施例中，金属内连线结构54、56、66中的各金属内连线50、60、72、78、84以及金属内连线60均可依据单镶嵌制作工艺或双镶嵌制作工艺镶嵌于金属间介电层70、76、82以及/或停止层68、74、80中并彼此电连接。例如各金属内连线72较佳包含一沟槽导体，各金属内连线78较佳包含一接触洞导体，金属内连线60较佳包含一沟槽导体，各金属内连线84较佳包含一接触洞导体，而金属内连线50较佳包含一沟槽导体。其中金属内连线72又可称为第一金属内连线层M1，金属内连线78可称之为第一接触洞层V1，金属内连线60可称为第二金属内连线层M2，金属内连线84可称之为第二接触洞层V2，金属内连线50可称为第三金属内连线层M3。此外各金属内连线72、78、84可更细部包含一阻障层86以及一金属层88，其中阻障层86可选自由钛(Ti)、氮化钛(TiN)、钽(Ta)以及氮化钽(TaN)所构成的群组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁阻式随机存取存储器的布局图案，其特征在于，包含：/n第一磁隧穿结(magnetic tunneling junction,MTJ)图案，设于基底上；/n第二MTJ图案，设于该第一MTJ图案旁：以及/n第一金属内连线图案，设于该第一MTJ图案以及该第二MTJ图案之间，其中该第一MTJ图案、该第一金属内连线图案以及该第二MTJ图案交错排列。/n

【技术特征摘要】
1.一种磁阻式随机存取存储器的布局图案，其特征在于，包含：
第一磁隧穿结(magnetictunnelingjunction,MTJ)图案，设于基底上；
第二MTJ图案，设于该第一MTJ图案旁：以及
第一金属内连线图案，设于该第一MTJ图案以及该第二MTJ图案之间，其中该第一MTJ图案、该第一金属内连线图案以及该第二MTJ图案交错排列。


2.如权利要求1所述的布局图案，其中该第一金属内连线图案相对于该第一MTJ图案沿着第一方向延伸且该第二MTJ相对于该第一金属内连线图案沿着第二方向延伸。


3.如权利要求2所述的布局图案，其中该第二MTJ图案相对于该第一MTJ图案沿着第三方向延伸。


4.如权利要求3所述的布局图案，其中该第一方向以及该第三方向间的夹角小于90度。


5.如权利要求3所述的布局图案，其中该第一方向、该第二方向以及该第三方向一同构成一三角形。


6.如权利要求3所述的布局图案，另包含第二金属内连线图案，相对于该第二MTJ图案沿着该第一方向延伸。


7.如权利要求6所述的布局图案，其中该第二金属内连线图案，相对于该第一金属内连线图案沿着该第三方向延伸。


8.如权利要求6所述的布局图案，另包含第三金属内连线图案，沿着该第一方向延伸并环绕该第二MTJ图案以及该第二金属内连线图案。


9.如权利要求8所述的布局图案，其中该第三金属内连线图案包含长方形。


10.如权利要求6所述的布局图案，其中各该第一金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱中良，汤志贤，陈昱瑞，蔡雅卉，黄瑞民，戴觉非，
申请(专利权)人：联华电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71