磁阻式随机存取存储器结构及其制作方法技术

技术编号：35050532 阅读：21 留言：0更新日期：2022-09-28 10:50

本发明专利技术公开一种磁阻式随机存取存储器结构及其制作方法，其中该磁阻式随机存取存储器结构包括多个磁阻式随机存取存储器单元，一原子层沉积介电层位于该些磁阻式随机存取存储器单元的外侧以及该些磁阻式随机存取存储器单元之间，其中该磁阻式随机存取存储器单元的上电极层的材料为氮化钛，该氮化钛中的氮成分比例大于钛成分比例复又大于氧成分比例，该氮成分比例从该上电极层的顶面往内部递增直到达至一深度后开始递减至一第一水平后持平，该钛成分比例从该上电极层的顶面往内部递减至该深度后开始递增至一第二水平后持平。该深度后开始递增至一第二水平后持平。该深度后开始递增至一第二水平后持平。

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【技术实现步骤摘要】
磁阻式随机存取存储器结构及其制作方法

[0001]本专利技术涉及一种磁阻式随机存取存储器，更具体言之，其涉及一种上电极层具有特殊材料比例分布的磁阻式随机存取存储器结构以及相关制作工艺。

技术介绍

[0002]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以原先的电阻，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，还可以制成磁阻式随机存取存储器(magnetoresistive random access memory,MRAM)，其优点是在不通电的情况下可以持续保留存储的数据。
[0003]磁阻式随机存取存储器(magnetoresistive random access memory,MRAM)为近年来获得高度关注的一种新式存储器，其整合了目前各式存储器的优点，例如可比拟静态随机存取存储器(SRAM)的存取速度、闪存存储器(flash)的非挥发性与低耗电、动态随机存取存储器(DRAM)的高密度以及耐久性，而且可与目前半导体后段制作工艺整合制作，因此有潜力成为半导体芯片主要使用的存储器。
[0004]磁阻式随机存取存储器包括设置在上、下层内连线结构之间的一存储器堆叠结构，其中包含一磁隧穿结(magnetic tunneling junction,MTJ)。不同于传统存储器是通过存储电荷来存储数据，磁阻式随机...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁阻式随机存取存储器结构，其特征在于，包括：多个磁阻式随机存取存储器单元，其中每个该磁阻式随机存取存储器单元包括：下电极层，位于该基底上方；磁隧穿结叠层，位于该下电极层上方；以及上电极层，位于该磁隧穿结叠层上方；原子层沉积介电层，位于该些磁阻式随机存取存储器单元的外侧以及该些磁阻式随机存取存储器单元之间；其中该上电极层的材料为氮化钛，该氮化钛中的氮成分比例大于钛成分比例复又大于氧成分比例，该氮成分比例从该上电极层的顶面往内部递增直到达至一深度后开始递减至第一水平后持平，该钛成分比例从该上电极层的顶面往内部递减至该深度后开始递增至第二水平后持平。2.根据权利要求1所述的磁阻式随机存取存储器结构，其中该氧成分比例从该上电极层的该顶面往内部递减至0％。3.根据权利要求1所述的磁阻式随机存取存储器结构，其中该氮化钛中的氮成分比例介于大于0％和小于50％之间。4.根据权利要求1所述的磁阻式随机存取存储器结构，其中该磁隧穿结叠层包含晶种层、固定层、参考层、隧穿阻障层、自由层以及金属隔层。5.根据权利要求1所述的磁阻式随机存取存储器结构，还包含间隔壁，介于该磁阻式随机存取存储器单元与该原子层沉积介电层之间。6.根据权利要求1所述的磁阻式随机存取存储器结构，还包含金属间介电层，覆盖在该些磁阻式随机存取存储器单元与该原子层沉积介电层上。7.根据权利要求1所述的磁阻式随机存取存储器结构，其中该下电极层与该下电极层分别通过导孔件电连接到下层与上层中的金属互连层。8.一种磁阻式随机存取存储器的制作方法，包括：提供基底；在该基底上方依序形成下电极层、磁隧穿结叠层以及上电极层；将该下电极层、该磁隧穿结叠层以及该上电极层图案化成多个磁阻式随机存取存储器单元；在该些磁阻式随机存取存储器单元与该基底上毯覆原子层沉积介电层，其中该原子层沉积介电层填满该些磁阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：王慧琳，黃柏允，张温文，何坤展，
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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