【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种半导体组件及其形成方法，且特别是涉及一种磁阻式随机存取存储器(mram)组件及其形成方法。
技术介绍
1、许多现代电子装置具有存储器组件。存储器组件可以是易失性存储器或非易失性存储器。非易失性存储器在无电源时也能够保留所存储的数据，而易失性存储器在电源消失时失去其存储数据。磁阻式随机存取存储器(mram)因其优于现今存储器组件的特性，在下一世代的非易失性存储器技术中极具发展潜力而备受期待。
2、磁阻式随机存取存储器并非以传统的电荷来存储位信息，而是以磁性阻抗效果来进行数据的存储。然而，现有的磁阻式随机存取存储器工艺仍有诸多缺点需要进一步改进。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种磁阻式随机存取存储器(mram)组件，其将上金属导线直接着陆在第二sot层上，以增加上金属导线与第二sot层之间的接触面积，进而增加驱动电流。另外，上金属导线直接着陆在第二sot层上也可有效缩短第二sot层与前段(feol)结构中的晶体管之间的电路径，以降低内连线电阻，进而提升组件效能。
2、本专利技术提供一种磁阻式随机存取存储器(mram)组件的形成方法，其将刻蚀停止层形成在第二sot层上，以避免后续后段(beol)工艺中沟槽或是通孔的形成损坏第二sot层，进而提升工艺良率与组件可靠度。
3、本专利技术提供一种mram组件包括：一种磁阻式随机存取存储器(mram)组件包括：底电极、磁性隧穿结(mtj)结构、第一自旋轨道扭矩(sot)层、顶盖层、第二so
4、在本专利技术的一实施例中，上述的刻蚀停止层的材料包括sin，刻蚀停止层的厚度介于100埃至500埃之间。
5、在本专利技术的一实施例中，上述的顶盖层的材料包括ta、tan、pt、wn或其组合。
6、在本专利技术的一实施例中，上述的第一sot层的材料包括w，而第二sot层的材料包括tin。
7、在本专利技术的一实施例中，上述的mram组件还包括：保护层，覆盖mtj结构的侧壁、第一sot层的侧壁以及顶盖层的侧壁；以及层间介电(ild)层，配置在保护层上，且横向环绕mtj结构、第一sot层、顶盖层、第二sot层、刻蚀停止层以及上金属导线层。
8、在本专利技术的一实施例中，上述的mram组件还包括：第一下金属导线层，配置在底电极的正下方，其中底电极通过第一下金属导线层电连接至第一晶体管；以及第二下金属导线层，配置在第一下金属导线层旁，其中上金属导线层通过贯穿ild层与保护层的导电通孔电连接至第二下金属导线层，且第二下金属导线层电连接至与第一晶体管不同的第二晶体管。
9、在本专利技术的一实施例中，上述的保护层的材料包括sin。
10、在本专利技术的一实施例中，上述的第二sot层的面积大于第一sot层的面积。
11、本专利技术提供一种mram组件的形成方法包括：在第一介电层中形成底电极；在底电极上形成存储器堆叠结构；形成保护层以共形覆盖存储器堆叠结构的顶面与侧壁；在保护层上形成第二介电层；进行平坦化工艺，以暴露出存储器堆叠结构的顶面；在第二介电层与存储器堆叠结构的顶面上依序形成sot材料层与刻蚀停止材料层；图案化刻蚀停止材料层与sot材料层，以形成对应于存储器堆叠结构的第二sot层与刻蚀停止层；在刻蚀停止层与第二介电层上形成第三介电层；以及在第三介电层中形成上金属导线层，其中上金属导线层穿过刻蚀停止层且停在第二sot层上。
12、在本专利技术的一实施例中，上述的存储器堆叠结构由下而上依序包括：mtj结构、第一sot层以及顶盖层。
13、在本专利技术的一实施例中，上述的第一sot层与第二sot层具有不同材料，第一sot层的材料包括w，而第二sot层的材料包括tin。
14、在本专利技术的一实施例中，上述的刻蚀停止层的材料包括sin，刻蚀停止层的厚度介于100埃至500埃之间。
15、在本专利技术的一实施例中，在形成第二介电层之后，位于存储器堆叠结构上的第二介电层的最顶表面高于位于存储器堆叠结构旁的第二介电层的最顶表面。
16、在本专利技术的一实施例中，在平坦化工艺之后，存储器堆叠结构的顶面实质上齐平于第二介电层的顶面。
17、在本专利技术的一实施例中，在图案化刻蚀停止材料层与sot材料层之后，第二sot层与刻蚀停止层位于存储器堆叠结构的正上方，且部分第二介电层被移除，使得第二介电层的顶面低于第二sot层的底面。
18、在本专利技术的一实施例中，在图案化刻蚀停止材料层与sot材料层之后，第二sot层更延伸覆盖第二介电层的顶面。
19、在本专利技术的一实施例中，上述的形成上金属导线层包括：在第三介电层上形成硬掩模层，其中硬掩模层具有与第二sot层部分重叠的开口；以硬掩模层为掩模，移除部分第三介电层，以在第三介电层中形成沟槽，其中沟槽停在刻蚀停止层上；进行过刻蚀工艺，移除部分刻蚀停止层，以使沟槽向下延伸且停在第二sot层上；以及将金属材料填入沟槽中。
20、在本专利技术的一实施例中，在形成沟槽之后，方法还包括形成通孔，其中通孔从沟槽的底面延伸穿过第二介电层、保护层以及第一介电层而抵达下金属导线层。
21、在本专利技术的一实施例中，在形成沟槽之前，方法还包括在存储器堆叠结构旁的第一介电层与第二介电层中形成通孔，其中沟槽形成在通孔上，以与通孔空间连通。
22、在本专利技术的一实施例中，上述的金属材料同时填入沟槽与通孔中，以形成上金属导线层与导电通孔。
23、为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附的附图作详细说明如下。
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1.一种磁阻式随机存取存储器组件，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的磁阻式随机存取存储器组件，其中所述刻蚀停止层的材料包括SiN，所述刻蚀停止层的厚度介于100埃至500埃之间。
3.如权利要求1所述的磁阻式随机存取存储器组件，其中所述顶盖层的材料包括Ta、TaN、Pt、WN或其组合。
4.如权利要求1所述的磁阻式随机存取存储器组件，其中所述第一自旋轨道扭矩层的材料包括W，而所述第二自旋轨道扭矩层的材料包括TiN。
5.如权利要求1所述的磁阻式随机存取存储器组件，还包括：
6.如权利要求5所述的磁阻式随机存取存储器组件，还包括：
7.如权利要求5所述的磁阻式随机存取存储器组件，其中所述保护层的材料包括SiN。
8.如权利要求1所述的磁阻式随机存取存储器组件，其中所述第二自旋轨道扭矩层的面积大于所述第一自旋轨道扭矩层的面积。
9.一种磁阻式随机存取存储器组件的形成方法，包括：
10.如权利要求9所述的磁阻式随机存取存储器组件的形成方法，其中所述存储器堆叠结构由下而上依
11.如权利要求10所述的磁阻式随机存取存储器组件的形成方法，其中所述第一自旋轨道扭矩层与所述第二自旋轨道扭矩层具有不同材料，所述第一自旋轨道扭矩层的材料包括W，而所述第二自旋轨道扭矩层的材料包括TiN。
12.如权利要求9所述的磁阻式随机存取存储器组件的形成方法，其中所述刻蚀停止层的材料包括SiN，所述刻蚀停止层的厚度介于100埃至500埃之间。
13.如权利要求9所述的磁阻式随机存取存储器组件的形成方法，其中在所述形成所述第二介电层之后，位于所述存储器堆叠结构上的所述第二介电层的最顶表面高于位于所述存储器堆叠结构旁的所述第二介电层的最顶表面。
14.如权利要求9所述的磁阻式随机存取存储器组件的形成方法，其中在所述平坦化工艺之后，所述存储器堆叠结构的所述顶面实质上齐平于所述第二介电层的顶面。
15.如权利要求9所述的磁阻式随机存取存储器组件的形成方法，其中在所述图案化所述刻蚀停止材料层与所述自旋轨道扭矩材料层之后，所述第二自旋轨道扭矩层与所述刻蚀停止层位于所述存储器堆叠结构的正上方，且部分所述第二介电层被移除，使得所述第二介电层的顶面低于所述第二自旋轨道扭矩层的底面。
16.如权利要求9所述的磁阻式随机存取存储器组件的形成方法，其中在所述图案化所述刻蚀停止材料层与所述自旋轨道扭矩材料层之后，所述第二自旋轨道扭矩层更延伸覆盖所述第二介电层的顶面。
17.如权利要求9所述的磁阻式随机存取存储器组件的形成方法，其中所述形成所述上金属导线层包括：
18.如权利要求17所述的磁阻式随机存取存储器组件的形成方法，其中在所述形成所述沟槽之后，所述方法还包括形成通孔，其中所述通孔从所述沟槽的底面延伸穿过所述第二介电层、所述保护层以及所述第一介电层而抵达下金属导线层。
19.如权利要求17所述的磁阻式随机存取存储器组件的形成方法，其中在所述形成所述沟槽之前，所述方法还包括在所述存储器堆叠结构旁的所述第一介电层与所述第二介电层中形成通孔，其中所述沟槽形成在所述通孔上，以与所述通孔空间连通。
20.如权利要求19所述的磁阻式随机存取存储器组件的形成方法，其中所述金属材料同时填入所述沟槽与所述通孔中，以形成所述上金属导线层与导电通孔。
...【技术特征摘要】
1.一种磁阻式随机存取存储器组件，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的磁阻式随机存取存储器组件，其中所述刻蚀停止层的材料包括sin，所述刻蚀停止层的厚度介于100埃至500埃之间。
3.如权利要求1所述的磁阻式随机存取存储器组件，其中所述顶盖层的材料包括ta、tan、pt、wn或其组合。
4.如权利要求1所述的磁阻式随机存取存储器组件，其中所述第一自旋轨道扭矩层的材料包括w，而所述第二自旋轨道扭矩层的材料包括tin。
5.如权利要求1所述的磁阻式随机存取存储器组件，还包括：
6.如权利要求5所述的磁阻式随机存取存储器组件，还包括：
7.如权利要求5所述的磁阻式随机存取存储器组件，其中所述保护层的材料包括sin。
8.如权利要求1所述的磁阻式随机存取存储器组件，其中所述第二自旋轨道扭矩层的面积大于所述第一自旋轨道扭矩层的面积。
9.一种磁阻式随机存取存储器组件的形成方法，包括：
10.如权利要求9所述的磁阻式随机存取存储器组件的形成方法，其中所述存储器堆叠结构由下而上依序包括：磁性隧穿结结构、第一自旋轨道扭矩层以及顶盖层。
11.如权利要求10所述的磁阻式随机存取存储器组件的形成方法，其中所述第一自旋轨道扭矩层与所述第二自旋轨道扭矩层具有不同材料，所述第一自旋轨道扭矩层的材料包括w，而所述第二自旋轨道扭矩层的材料包括tin。
12.如权利要求9所述的磁阻式随机存取存储器组件的形成方法，其中所述刻蚀停止层的材料包括sin，所述刻蚀停止层的厚度介于100埃至500埃之间。
13.如权利要求9所述的磁阻式随机存取存储器组件的形成方法，其中在所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭致玮，林宏展，邱崇益，
申请(专利权)人：联华电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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