与其它类型电路集成的MRAM器件制造技术

一种与其它电路类型（１２）一起嵌入的磁随机存取存储器（ＭＲＡＭ）（１３）。逻辑（１２），例如处理器，是特别适合与ＭＲＡＭ（１３）一起嵌入的电路类型。通过使用既用作其它电路（１２）的互连部分还用作ＭＲＡＭ单元（１３）部分的金属层（２６），可更加有效地形成这样的嵌入。ＭＲＡＭ（１３）都由编程线写入，编程线是交叉形成待写入单元的两个线。从而，由于将金属线（２６）同时用于ＭＲＡＭ的编程线之一和逻辑（１３）的互连线之一，因而设计得到简化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及磁随机存取存储器(MRAM)，并且更具体地，涉及 具有MRAM和其它电路类型的集成电路。
技术介绍
磁随机存取存储器(MRAM)具有非易失性的好处同时还具有诸 如DRAM和SRAM的常规随机存取存储器(RAM)的一些有价值的 特性。因此，MRAM是有吸引力的，不仅作为单独的存储器，还可作 为其它电路嵌入至相同的集成电路。由于利用不同于用于其它非 MRAM电路的材料和工艺制造MRAM单元，所以计划在其它工艺全 部完成后形成MRAM单元。另一总是存在的问题是成本。MRAM处理的成本被加入至制造其 它电路的成本。该额外的成本可降低MRAM作为嵌入式存储器的吸引 力。附图说明本专利技术通过示例说明，并且不限于附图，其中相同的引用标记表 示类似的元件，其中.-图l是根据本专利技术一个方面的具有嵌入式MRAM和其它电路的集成电路的一部分的剖面图；图2是根据图l的集成电路的一个实现方式的集成电路的剖面图； 图3是根据图l的集成电路的第二实现方式的集成电路的剖面图； 图4是根据图1的集成电路的第三实现方式的集成电路的剖面图； 图5是根据图1的集成电路的第四实现方式的集成电路的剖面图； 图6是根据图l的集成电路的第五实现方式的集成电路的剖面图。技术人员明白，图中的元件仅出于简明的目的而说明，并不一定 按照比例绘制。例如，图中一些元件的尺度可能相对于其它元件夸大， 以有助于提高对于本专利技术各实施例的理解。具体实施方式在一个方面，磁随机存取存储器(MRAM)与其它电路类型相嵌 入。诸如处理器的逻辑是特别适合同MRAM—同嵌入的电路类型。通 过利用作为与其它电路的互连的一部分也作为MRAM单元的一部分的 金属层可更加高效地形成这样的嵌入。MRAM单元都被编程线写入。 在这种用法中，编程线是两个线中的任何一个，这两个线写入位于这 两个编程线交叉处的单元。由于将金属线同时用于MRAM的编程线之 一和逻辑的互连线之一，因而设计得到简化。通过参考附图和下面的 说明，可更好地理解这一点。图1所示是半导体器件10，其包括半导体衬底11、逻辑部分12 以及MRAM部分13。逻辑部分12包括前端14、前端14上方的栅极 与互连区18、以及互连区22。 MRAM部分13包括前端16、前端16 上方的互连区20、以及互连区24。互连区24是形成MRAM单元的区 域。这些MRAM单元没有在图1中示出。互连区22和24在其中提供 了金属层26，如图1所示，该金属层对于区域22和24中的互连是有 用的。金属层26包括金属部分28、 30、 32、 34以及36。金属部分28 和30全部位于逻辑部分12。金属部分34和36全部位于MRAM部分 13。金属部分32在MRAM部分13和逻辑部分12中延伸。通过连续 金属层的淀积，然后将该连续金属层图案化以保留金属部分，形成金 属层26。如此处所使用，金属层是多个金属部分，它们在衬底上方基 本相同的距离。如此处所使用，前端是形成晶体管的区域，通常表示 形成源极与漏极的衬底顶部，在衬底上方形成的栅极。因此，前端14 和16既形成于衬底11之中，也形成于衬底11上方。互连区域18与 20由传导层形成，其具有隔离它们的介电层，互连区在形成电气连接方面是有用的，例如晶体管之间的电气连接。在操作中，半导体器件IO具有MRAM和一起操作的另一电路。 该另一电路优选地是逻辑电路，例如处理器，但也可以是任何非MRAM 电路，例如RF电路。逻辑电路在部分12中形成。MRAM在部分13 中形成。MRAM和逻辑电路都使用金属线26。优选地，金属线26用 作MRAM 24中的编程线。图2所示是半导体器件50，其表示图1的器件的更加详细的第一 实现方式。器件50包括作为图1的互连22的第一详细实施例的互连 52和作为图1的互连24的第一详细实施例的互连54。互连52包括分 别由孔86、 90和100连接的金属部分56、 60、 66和76。连接52中还 提供用于将金属部分76连接至互连18和前端14之一的孔108。互连 52为在部分12中形成的逻辑电路提供互连。互连54包括金属部分58、 62、 68、 70、 72、 74、 80、 82禾口 84，孑L 88、 92、 94、 96、 98、 99、 102、 104、 106、 110、 112、 114，单元互连120，磁隧道结(MTJ) 116以及 感应连接118。孔88、 92和102分别互连金属部分58、 62、 68和80。 孔94和98顶部堆叠，并且连接单元互连120和金属部分70。孑L 104 连接金属部分70和金属部分82。孔110、 112和114具有分别连接至 金属部分80、 82和84的一端。另一端连接至前端16或者互连20。孔 96将单元互连120连接至MTJ 116。感应连接118将MTJ 116连接至 孔99。金属部分74沿与金属部分62垂直的方向延伸。孔99将感应连 接118连接至金属部分72。孔102、 104和106分别将金属部分68、 70和72连接至金属部分80、 82和84。金属部分80、 82和84对于存 储器单元的形成并不是必须的。金属部分74与金属部分62用于写入MTJ 116的状态，这两个金 属部分的每一个均是编程线。金属部分74是数字线，而金属部分62 是比特线。金属部分62、 68、 70、 72和74，孔92、 94、 96、 98、 99， 感应连接118，单元互连120以及MTJ 116的排列对于本领域的普通技术人员是己知的，以形成MRAM单元55。金属部分60和62包括金属 层。类似地，金属部分66、 68、 70、 72和74形成金属层。从而在图2 所示的这种实现方式中，在互连52和54间共用两个金属线。这两个 金属线被互连54中的MRAM单元用作编程线。金属部分74和62，并 且因此金属部分60和66，相隔开形成MRAM单元所需的距离。那么在图2所示的情况中，孔90和92间隔相同的距离。该示例 中的距离可为约4000埃。金属部分60和66在许多位置由诸如孔90 的孔互连。利用这些众多的孔连接，这两个金属部分实际上是高度传 导性的单层，即使它们由不同的金属材料形成。为了有效地承载高电 流，有时希望顶部的两个金属层是高度传导性的。在此示例中，每一 金属部分60和66可小于该功能希望的那样，但是对于这两个金属部 分和孔卯的组合，该效果是希望的。在这种情况下，金属部分60和 66的掩膜图案可以相同。金属部分76通常将是最后较薄的金属层，并 将为例如约3250埃，而金属部分可为例如8400埃。金属部分60和66 可分别为5150埃和3250埃，其和为上面两层所希望的S400埃。这可 视为将倒数第二层分为两层，它们在逻辑前端14上方基本相连，并且 将MRAM单元置于这两层之间，并且利用这两层作为MRAM前端16 上方的编程线。这确实增加了总高度，但没有在金属部分形成后加入 MRAM增加得那么多。另一益处是可将MRAM增加至现有的逻辑设 计，而仅需通过分离各个厚金属层的第一个(最靠近衬底)并且通过 孔连接两个片段修改逻辑侧。分离最后的金属也是可行的，但没有倒 数第二金属有吸引力，因为在距衬底更远处平面性变得较差本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件，包括：半导体衬底，具有用于ＭＲＡＭ的第一部分和用于第一电路类型的第二部分，其中所述第一电路类型不同于ＭＲＡＭ；用于所述ＭＲＡＭ的第一前端电路，处于所述衬底中所述第一部分上方；用于所述第一电路类型的第二前端电路，处于所述衬底的所述第二部分之中；所述第一前端电路上方的ＭＲＡＭ单元，其中所述ＭＲＡＭ单元使用第一金属层用作第一编程线；以及所述第二前端电路上方的金属互连，其中所述金属互连使用所述第一金属层提供用于所述第一电路类型的互连。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：格洛丽亚J凯尔斯齐科夫斯基，常利辛，马克A迪尔拉姆，颜明，托马斯V迈克斯纳，洛伦J怀斯，
申请(专利权)人：飞思卡尔半导体公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]