[发明专利]半导体元件及其制作方法

说明书

本发明公开一种半导体元件及其制作方法，其中该制作半导体元件的方法为，首先形成一磁性隧穿结(magnetic tunneling junction,MTJ)于基底上的MRAM区域，然后形成一第一金属间介电层环绕MTJ，形成一图案化掩模于基底上的逻辑区域，进行氮化制作工艺将部分第一金属间介电层转换为一氮化层于MTJ上，形成第一金属内连线于逻辑区域上，形成一停止层于第一金属间介电层上，形成一第二金属间介电层于停止层上，再形成一第二金属内连线于第二金属间介电层内并连接MTJ。

技术领域

本发明涉及一种制作半导体元件，尤其是涉及一种制作磁阻式随机存取存储器(magnetoresistive random access memory,MRAM)元件的方法。

背景技术

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上原先电阻，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，还可以制成磁性随机存储器(MRAM)，其优点是在不通电的情况下可以继续保留存储的数据。

上述磁阻效应还被应用在磁场感测(magnetic field sensor)领域，例如，移动电话中搭配全球定位系统(global positioning system,GPS)的电子罗盘(electroniccompass)零组件，用来提供使用者移动方位等信息。目前，市场上已有各式的磁场感测技术，例如，各向异性磁阻(anisotropic magnetoresistance,AMR)感测元件、巨磁阻(GMR)感测元件、磁隧穿结(magnetic tunneling junction,MTJ)感测元件等等。然而，上述现有技术的缺点通常包括：较占芯片面积、制作工艺较昂贵、较耗电、灵敏度不足，以及易受温度变化影响等等，而有必要进一步改进。

发明内容

本发明一实施例揭露一种制作半导体元件的方法。首先形成一磁性隧穿结(magnetic tunneling junction,MTJ)于基底上的MRAM区域，然后形成一第一金属间介电层环绕MTJ，形成一图案化掩模于基底上的逻辑区域，进行氮化制作工艺将部分第一金属间介电层转换为一氮化层于MTJ上，形成第一金属内连线于逻辑区域上，形成一停止层于第一金属间介电层上，形成一第二金属间介电层于停止层上，再形成一第二金属内连线于第二金属间介电层内并连接MTJ。

本发明另一实施例揭露一种半导体元件，其主要包含一磁性隧穿结(magnetictunneling junction,MTJ)设于基底上，第一金属间介电层环绕MTJ以及一氮化层设于该MTJ上。

本发明又一实施例揭露一种半导体元件，其主要包含一磁性隧穿结(magnetictunneling junction,MTJ)设于基底上，上电极设于该MTJ上，第一金属间介电层环绕该MTJ，第二金属间介电层设于该第一金属间介电层上，一金属内连线设于第二金属间介电层内并连接该MTJ以及一突块设于金属内连线旁，其中突块底部高于上电极顶部。

本发明再一实施例揭露一种半导体元件，其主要包含第一磁性隧穿结(magnetictunneling junction,MTJ)以及第二MTJ设于基底上，一遮盖层设于第一MTJ及第二MTJ侧壁，一介电层环绕遮盖层，一金属内连线设于第一MTJ、第二MTJ以及介电层上以及一金属间介电层环绕该介电层以及该金属内连线。

附图说明

图1至图5为本发明一实施例制作一MRAM单元的方式示意图；

图6为本发明一实施例的一MRAM单元的结构示意图；

图7至图10为本发明一实施例制作一MRAM单元的方式示意图。

主要元件符号说明

12:基底