MRAM器件及其制作方法技术

本申请提供了一种MRAM器件及其制作方法，该MRAM器件包括基底、阵列区以及逻辑区，其中，基底包括衬底以及位于衬底上的介质层；阵列区位于介质层中，阵列区包括间隔设置的多个阵列器件，阵列器件包括依次叠置的第一金属线、第一MTJ、第一通孔以及第二金属线；逻辑区位于介质层中且位于阵列区的外围，逻辑区包括多个互连结构，互连结构包括依次叠置的第三金属线、第二MTJ、第二通孔以及第四金属线，其中，阵列器件与互连结构同时形成，第二MTJ的面积大于或者等于预定阈值。本申请解决了MRAM结构的阵列区与逻辑区的工艺差异较大，影响工艺稳定性的问题。的问题。的问题。

【技术实现步骤摘要】
MRAM器件及其制作方法


[0001]本申请涉及半导体结构，具体而言，涉及一种MRAM器件及其制作方法。

技术介绍

[0002]磁性随机存储器(MRAM)具有读写速度快，功耗低、高密度以及可与CMOS工艺集成等特点，是极具潜力的新型存储器。磁性隧道结(MTJ)是MRAM芯片的核心单元，其主要由磁性自由层，绝缘层和磁性参考层组成，一个MTJ称之为一个位元。磁性自由层可以通过磁场或者自旋极化电流改变状态，磁性自由层与参考层的相对关系(平行态/反平行态)决定了位元的电阻高低，从而存储“0”或者“1”信息。
[0003]现有的MRAM的结构如图1所示，其中该结构包括阵列区、逻辑区以及dummy区，磁性隧道结集成在后端工艺的两层金属层Mx与Mx+1连线之间。阵列区主要包括多个层叠的底部金属线Mx、底部通孔BV、底部电极BE、磁性隧道结MTJ、顶部电极TE、顶部通孔TV和顶部金属线Mx+1。而逻辑区无底部通孔BV，由TV直接连接Mx与Mx+1。因此，逻辑区通孔高度为MRAM阵列中顶部通孔高度的至少两倍。例如，传统的MRAM位元采用一张光罩同时实现逻本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MRAM器件，其特征在于，包括：基底，包括衬底以及位于所述衬底上的介质层；阵列区，位于所述介质层中，所述阵列区包括间隔设置的多个阵列器件，所述阵列器件包括依次叠置的第一金属线、第一MTJ、第一通孔以及第二金属线；逻辑区，位于所述介质层中且位于所述阵列区的外围，所述逻辑区包括多个互连结构，所述互连结构包括依次叠置的第三金属线、第二MTJ、第二通孔以及第四金属线，其中，所述阵列器件与所述互连结构同时形成，所述第二MTJ的面积大于或者等于预定阈值。2.根据权利要求1所述的MRAM器件，其特征在于，所述阵列区还包括多个第一缓冲层，所述第一缓冲层位于所述第一金属线与所述第一MTJ之间，所述逻辑区还包括多个第二缓冲层，所述第二缓冲层位于所述第三金属线与所述第二MTJ之间。3.根据权利要求2所述的MRAM器件，其特征在于，所述第一金属线的靠近所述第一MTJ的表面为第一表面，所述第一缓冲层的靠近所述第一金属线的表面为第二表面，所述第二表面的面积大于所述第一表面的面积；所述第三金属线的靠近所述第二MTJ的表面为第三表面，所述第二缓冲层的靠近所述第三金属线的表面为第四表面，所述第四表面的面积大于所述第三表面的面积。4.根据权利要求1所述的MRAM器件，其特征在于，所述第一MTJ的靠近所述第一金属线的表面为第五表面，所述第一金属线的靠近所述第一MTJ的表面为第一表面，所述第五表面大于所述第一表面；所述第二MTJ的靠近所述第三金属线的表面为第六表面，所述第三金属线的靠近所述第二MTJ的表面为第三表面，所述第六表面大于所述第三表面。5.根据权利要求1所述的MRAM器件，其特征在于，所述阵列区还包括多个第一电极，所述第一电极位于所述第一MTJ的远离所述第一金属线的表面上，所述逻辑区还包括多个第二电极，所述第二电极位于所述第二MTJ的远离所述第三金属线的表面上。6.根据权利要求1所述的MRAM器件，其特征在于，所述MRAM器件还包括保护结构，所述保护结构位于所述第一MTJ以及所述第一通孔之间，所述保护结构还位于所述第二MTJ以及所述第二通孔之间，且所述保护结构覆盖各所述第一MTJ的裸露表面以及各所述第二MTJ的裸露表面。7.根据权利要求6所述的MRAM器件，其特征在于，所述MRAM器件还包括刻蚀停止结构，所述刻蚀停止结构位于所述保护结构与所述第一通孔之间，所述刻蚀停止结构还位于所述保护结构与所述第二通孔之间。8.根据权利要求7所述的MRAM器件，其特征在于，所述逻辑区还包括多个虚拟器件，所述虚拟器件包括叠置的第五金属线以及第三MTJ，所述虚拟器件还包括第六金属线，所述第六金属线位于所述第三MTJ的远离所述第五金属线的一侧。9.一种MRAM器件的制作方法，其特征在于，包括：提供基底，所述基底包括衬底以及位于所述衬底的裸露表面上的第一介质子层，所述第一介质子层包括多个第一金属线以及多个第三金属线；在所述第一金属线的裸露表面上形成第一MTJ，且在所述第三金属线的裸露表面上形成第二MTJ，所述第二MTJ的面积大于或者等于预定阈值；在形成有所述第一MTJ以及所述第二MTJ的所述基底的裸露表面上形成第二介质子层；至少在所述第二介质子层中形成多个第一通孔、多个第二金属线、多个第二通孔以及
多个第四金属线，所述第二金属线位于所述第一MTJ的远离所述第一金属线的一侧，所述第一通孔位于所述第二金属线与所述第一MTJ之间，所述第四金属线位于所述第二MTJ的远离所述第三金属线的一侧，所述第二通孔位于所述第四金属线与所述第二MTJ之间。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在所述第一金属线的裸露表面上形成第一MTJ，且在所述第三金属线的裸露表面上形成第二MTJ，包括：在所述基底的裸露表面上依次形成预备缓冲层、MTJ堆叠层以及第一掩膜层；以所述第一掩膜层为掩膜，依次刻蚀所述MTJ堆叠层以及所述预备缓冲层，得...

【专利技术属性】
技术研发人员：何世坤，王跃锦，郑泽杰，
申请(专利权)人：浙江驰拓科技有限公司，
类型：发明
国别省市：