[发明专利]封装形貌辅助的自对准MRAM顶部触点

说明书

一种用于形成MRAM器件的方法，包括：在嵌入在第一电介质(102)中的互连(106)上形成MTJ(202)；在所述MTJ(202)之上沉积封装层(204)；将所述MTJ(202)掩埋在第二电介质(206)中；在所述第二电介质(206)中在所述MTJ上方图案化沟槽(302’)，从而暴露所述MTJ(202)的顶部上方的所述封装层(204)，这在所述沟槽(302’)的底部处形成形貌；在所述形貌上方在所述沟槽(302’)中形成金属线(904)；使所述金属线(904)凹陷，其将所述金属线(904)分离成由所述封装层的暴露的峰分开的区段(904a，904b)；使所述封装层(204)的暴露的峰凹陷，以在所述MTJ(202)的顶部处形成凹陷；以及在所述凹陷中形成自对准触点(1202)。还提供了一种MRAM设备。

技术领域

本发明涉及磁性随机存取存储器(MRAM)器件，并且更具体地涉及用于在MRAM器件中形成自对准顶部触点的封装形貌辅助的技术。

背景技术

磁性随机存取存储器(MRAM)是在称为磁性隧道结(MTJ)的磁性存储元件中存储数据的一种类型的非易失性存储器。每个MTJ包括通过隧道势垒与至少一个‘固定’磁性层分离的至少一个‘自由’磁性层。MTJ的电阻根据自由层对固定层的磁化取向而改变。可以(相对于固定层)切换自由层的磁化以便向器件写入数据。

在MRAM器件制造期间，形成顶部触点以访问MTJ。然而，在高级技术节点中形成顶部触点可能存在一些显著的制造挑战。例如，金属线回拉(也称为线末端短缩)可能不合需要地导致线的末端处的未对准。对于线回拉/线末端短缩的一般讨论，参见例如斯图尔特(Stewart)等人在SPIE4345学报，抗蚀剂技术和加工进展(Advances in ResistTechnology and Processing)XVIII上的“机械理解线线末端短缩(MechanisticConference of Line End Shortening)”(2001年8月)(9页)。在一些实例中，线回拉可导致MTJ不与上方的金属线触点。照此，常规工艺避免将触点放置得太靠近金属线的末端，以便避免由于回拉而引起的任何未对准。然而，这样做对设计施加了严格的限制。

因此，用于消除对线回拉的依赖性的触点形成的技术将是期望的。

发明内容

本发明提供了用于在磁性随机存取存储器(MRAM)器件中形成自对准顶部触点的封装形貌辅助的技术。在本发明的一个方面，提供了一种用于形成MRAM器件的方法。所述方法包括：在嵌入在第一电介质中的互连上形成磁性隧道结(MTJ)；在所述MTJ之上沉积封装层；将所述MTJ掩埋在第二电介质中；在所述MTJ之上在所述第二电介质中图案化沟槽，从而暴露所述MTJ的顶部上方的所述封装层，这在所述沟槽的底部处创建形貌；在所述沟槽中在所述沟槽的底部处的形貌上方形成金属线；使所述金属线向下凹陷到所述封装层并且暴露所述封装层，其中所述凹陷将所述金属线分离为被所述MTJ之上的所述封装层的暴露的峰分开的区段；使所述封装层的所述暴露的峰凹陷，以在所述MTJ的所述顶部处在所述金属线的所述区段之间形成凹陷；以及在所述凹陷中形成与所述MTJ的所述顶部自对准的触点。

在本发明的另方面，提供了一种MRAM器件。所述MRAM器件包含：MTJ，所述MTJ设置于嵌入在第一电介质中的互连上；封装层，所述封装层设置于所述MTJ上方；第二电介质，所述第二电介质围绕所述MTJ；在所述封装层中在所述MTJ的顶部处位于金属线的区段之间的凹陷，其中所述金属线的区段通过阻挡层与所述第二电介质分开；以及形成在所述凹槽中的触点，所述触点与所述MTJ的顶部自对准，其中所述触点与所述MTJ直接接触，并且其中所述触点通过所述阻挡层连接到所述金属线的所述区段。

通过参照以下详细说明和附图，将会获得对本发明的更完整的理解以及本发明的进一步的特征和优点。

附图说明

图1是示出了根据本发明实施方式的具有封盖层的互连已经在下层衬底上的电介质中形成的截面图；