【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体，特别是涉及一种改良的磁性随机存取存储器结构及其制作方法。
技术介绍
1、磁阻(mr)效应为一种通过外部磁场的变化来改变材料的电阻而引起的效应。这种效应的物理定义为通过将无磁干扰下的电阻差除以原电阻而获得的电阻变化。mr效应已被应用于硬盘生产，具有重要的商业价值。此外，利用巨磁阻(gmr)材料在不同磁化状态下产生不同电阻的特性也可用于制造mram元件，其通常具有即使在元件未连接到电源时也能保持存储数据的优势。
2、上述mr效应也已用于磁场传感器领域，包括但不限于例如用于手机全球定位系统(gps)的电子罗盘组件，用于向用户提供有关移动位置的信息。目前，各向异性磁阻(amr)传感器、gmr传感器、磁隧道结(mtj)传感器等各种磁场传感器技术已在市场上得到广泛发展。尽管如此，这些产品大多仍存在芯片面积大、成本高、功耗大、灵敏度有限、易受温度变化影响等诸多缺点，如何改进元件以解决这些问题已成为本领域重要课题。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种改良的磁性随机存取存储器结构，以解决现有技术的不足或缺点。
2、本专利技术一方面提供一种磁性随机存取存储器结构，包含基底；第一介电层，设置于该基底上；第一导通孔和邻近该第一导通孔的第二导通孔，嵌入该第一介电层中；底部电极层，设置于该第一介电层上，其中该底部电极层电连接该第一导通孔与该第二导通孔；自旋轨道耦合层，设置于该底部电极层上；磁性隧道结(mtj)元件，设置在该自旋轨道耦合层上；顶部电极
3、根据本专利技术实施例，该mtj元件包含与该自旋轨道耦合层直接接触的自由层、位于该自由层上的隧穿阻障层和位于该隧穿阻障层上的参考层。
4、根据本专利技术实施例，该mtj元件还包含位于该参考层上的盖层，该顶部电极层设置于该盖层上。
5、根据本专利技术实施例，在该氮化物保护层与该氮化物间隔层之间的该氧化物掩模层于第一方向具有第一厚度，于第二方向具有第二厚度，其中，该第一厚度不同于该第二厚度。
6、根据本专利技术实施例，该氮化物保护层包含氮化硅，该氧化物掩模层包含氧化硅，该氮化物间隔层包含氮化硅。
7、根据本专利技术实施例，该氮化物间隔层与该氮化物保护层的周边侧壁、该自旋轨道耦合层的周边侧壁以及该底部电极层的周边侧壁直接接触。
8、根据本专利技术实施例，该氮化物间隔层与该第一介电层直接接触。
9、根据本专利技术实施例，所述磁性随机存取存储器结构还包含第二介电层，环绕该氮化物间隔层。
10、根据本专利技术实施例，该第二介电层的顶面与该氮化物间隔层的顶面、该氧化物掩模层的顶面、该氮化物保护层的顶面，以及该顶部电极层的顶面共平面。
11、根据本专利技术实施例，该自旋轨道耦合层包含钨金属层。
12、本专利技术另一方面提供一种磁性随机存取存储器结构，包含第一介电层；底部电极层，设置于该第一介电层上；自旋轨道耦合层，设置于该底部电极层上；磁性隧道结(mtj)元件，设置在该自旋轨道耦合层上；顶部电极层，设置在该mtj元件上；保护层，围绕该mtj元件和该顶部电极层，该保护层遮盖该自旋轨道耦合层；掩模层，围绕该保护层；以及间隔层，围绕该掩模层与该保护层。
13、根据本专利技术实施例，该mtj元件包含与该自旋轨道耦合层直接接触的自由层、位于该自由层上的隧穿阻障层和位于该隧穿阻障层上的参考层。
14、根据本专利技术实施例，该mtj元件还包含位于该参考层上的盖层，其中该顶部电极层设置于该盖层上。
15、根据本专利技术实施例，在该保护层与该间隔层之间的该掩模层于第一方向上具有一第一厚度，于第二方向上具有一第二厚度，其中，该第一厚度不同于该第二厚度。
16、根据本专利技术实施例，该保护层包含氮化硅，该掩模层包含氧化硅，该间隔层包含氮化硅。
17、根据本专利技术实施例，该间隔层与该保护层的周边侧壁、该自旋轨道耦合层的周边侧壁，以及该底部电极层的周边侧壁直接接触。
18、根据本专利技术实施例，该间隔层与该第一介电层直接接触。
19、根据本专利技术实施例，所述磁性随机存取存储器结构还包含第二介电层，环绕该间隔层。
20、根据本专利技术实施例，该第二介电层的顶面与该间隔层的顶面、该掩模层的顶面、该保护层的顶面以及该顶部电极层的顶面共平面。
21、根据本专利技术实施例，该自旋轨道耦合层包含钨金属层。
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1.一种磁性随机存取存储器结构，包含：
2.如权利要求1所述的磁性随机存取存储器结构，其中，该磁性隧道结元件包含与该自旋轨道耦合层直接接触的自由层、位于该自由层上的隧穿阻障层和位于该隧穿阻障层上的参考层。
3.如权利要求2所述的磁性随机存取存储器结构，其中，该磁性隧道结元件还包含位于该参考层上的盖层，该顶部电极层设置于该盖层上。
4.如权利要求1所述的磁性随机存取存储器结构，其中，在该氮化物保护层与该氮化物间隔层之间的该氧化物掩模层于第一方向具有第一厚度，于第二方向具有第二厚度，其中，该第一厚度不同于该第二厚度。
5.如权利要求1所述的磁性随机存取存储器结构，其中，该氮化物保护层包含氮化硅，该氧化物掩模层包含氧化硅，该氮化物间隔层包含氮化硅。
6.如权利要求1所述的磁性随机存取存储器结构，其中，该氮化物间隔层与该氮化物保护层的周边侧壁、该自旋轨道耦合层的周边侧壁以及该底部电极层的周边侧壁直接接触。
7.如权利要求1所述的磁性随机存取存储器结构，其中，该氮化物间隔层与该第一介电层直接接触。
8.如权
9.如权利要求8所述的磁性随机存取存储器结构，其中，该第二介电层的顶面与该氮化物间隔层的顶面、该氧化物掩模层的顶面、该氮化物保护层的顶面，以及该顶部电极层的顶面共平面。
10.如权利要求1所述的磁性随机存取存储器结构，其中，该自旋轨道耦合层包含钨金属层。
11.一种磁性随机存取存储器结构，包含：
12.如权利要求11所述的磁性随机存取存储器结构，其中，该磁性隧道结元件包含与该自旋轨道耦合层直接接触的自由层、位于该自由层上的隧穿阻障层和位于该隧穿阻障层上的参考层。
13.如权利要求12所述的磁性随机存取存储器结构，其中，该磁性隧道结元件还包含位于该参考层上的盖层，其中该顶部电极层设置于该盖层上。
14.如权利要求11所述的磁性随机存取存储器结构，其中，在该保护层与该间隔层之间的该掩模层于第一方向上具有第一厚度，于第二方向上具有第二厚度，其中，该第一厚度不同于该第二厚度。
15.如权利要求11所述的磁性随机存取存储器结构，其中，该保护层包含氮化硅，该掩模层包含氧化硅，该间隔层包含氮化硅。
16.如权利要求11所述的磁性随机存取存储器结构，其中，该间隔层与该保护层的周边侧壁、该自旋轨道耦合层的周边侧壁，以及该底部电极层的周边侧壁直接接触。
17.如权利要求11所述的磁性随机存取存储器结构，其中，该间隔层与该第一介电层直接接触。
18.如权利要求11所述的磁性随机存取存储器结构，其中，还包含：
19.如权利要求18所述的磁性随机存取存储器结构，其中，该第二介电层的顶面与该间隔层的顶面、该掩模层的顶面、该保护层的顶面以及该顶部电极层的顶面共平面。
20.如权利要求11所述的磁性随机存取存储器结构，其中，该自旋轨道耦合层包含钨金属层。
...【技术特征摘要】
1.一种磁性随机存取存储器结构，包含：
2.如权利要求1所述的磁性随机存取存储器结构，其中，该磁性隧道结元件包含与该自旋轨道耦合层直接接触的自由层、位于该自由层上的隧穿阻障层和位于该隧穿阻障层上的参考层。
3.如权利要求2所述的磁性随机存取存储器结构，其中，该磁性隧道结元件还包含位于该参考层上的盖层，该顶部电极层设置于该盖层上。
4.如权利要求1所述的磁性随机存取存储器结构，其中，在该氮化物保护层与该氮化物间隔层之间的该氧化物掩模层于第一方向具有第一厚度，于第二方向具有第二厚度，其中，该第一厚度不同于该第二厚度。
5.如权利要求1所述的磁性随机存取存储器结构，其中，该氮化物保护层包含氮化硅，该氧化物掩模层包含氧化硅，该氮化物间隔层包含氮化硅。
6.如权利要求1所述的磁性随机存取存储器结构，其中，该氮化物间隔层与该氮化物保护层的周边侧壁、该自旋轨道耦合层的周边侧壁以及该底部电极层的周边侧壁直接接触。
7.如权利要求1所述的磁性随机存取存储器结构，其中，该氮化物间隔层与该第一介电层直接接触。
8.如权利要求1所述的磁性随机存取存储器结构，其中，还包含：
9.如权利要求8所述的磁性随机存取存储器结构，其中，该第二介电层的顶面与该氮化物间隔层的顶面、该氧化物掩模层的顶面、该氮化物保护层的顶面，以及该顶部电极层的顶面共平面。
10.如权利要求1所述的磁性随机存取存储器结构，其中，该自旋轨道耦合层包含钨金...
【专利技术属性】
技术研发人员：王慧琳，张哲维，许清桦，翁宸毅，许博凯，
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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