[发明专利]存储器装置的制造方法

说明书

一种存储器装置的制造方法，包括在基板中形成导孔沟槽，并在导孔沟槽中形成导孔。导孔的下部包括第一金属，导孔的上部包括与第一金属不同的第二金属。此方法还包括在导孔上方形成磁性穿隧接面，并在磁性穿隧接面上方形成顶电极。

技术领域

本发明实施例涉及半导体装置，特别是涉及存储器装置的形成方法。

背景技术

半导体集成电路(integrated circuit，IC)工业经历了指数型成长。IC材料与设计的技术进步已产出数代的IC，其中每一代都比上一代具有更小且更复杂的电路。在IC的发展过程，功能密度(即每单位芯片区域互连装置的数量)已大量增加，而几何大小(即可以使用制程产出的最小组件(或线))已缩小。这种微缩化制程一般通过提高生产效率与降低相关成本以提供效益。这种微缩化也增加了IC制程与制造的复杂性。

一些IC设计和制造的进展之一是非易失性存储器(non-volatile memory，NVM)的开发，特别是磁性随机存取存储器(magnetic random-access memory，MRAM)。磁性随机存取存储器(MRAM)具有与易失性静态随机存取存储器(static random-access memory，SRAM)相当的性能，且具有与易失性动态随机存取存储器(dynamic random accessmemory，DRAM)相当的密度但较低的功耗。与非易失性(NVM)快闪存储器想比，磁性随机存取存储器(MRAM)可以提供更快的存取时间且承受较少的经时劣化。一个磁性随机存取存储器(MRAM)单元由一个包括两个铁磁层的磁性穿隧接面(magnetic tunneling junction，MTJ)形成，这两个铁磁层被薄的绝缘障壁分开，且借由电子穿隧过在两个铁磁层间的绝缘障壁运行。在操作中，磁性随机存取存储器(MRAM)单元的可变状态(例如逻辑的“0”或“1”态)通常借由测量磁性穿隧接面(MTJ)的电阻来读取。由于磁性穿隧效应，测量磁性穿隧接面(MTJ)的电阻随着磁极性而变化。当施加偏压在顶金属线(例如位元线)、顶电极导孔、顶电极、测量磁性穿隧接面(MTJ)、底电极、底电极导孔以及底金属线(例如字元线)的组合结构时，我们可以得到组合结构的串联电阻，当测量到流经其中的电流。串联电阻包括测量磁性穿隧接面(MTJ)的电阻与附加的电阻。为了提高磁性随机存取存储器(MRAM)单元的灵敏度与速度，附加的电阻应该被减少或维持在尽可能低的理想值。尽管现有形成磁性随机存取存储器(MRAM)单元的方法已经大致能满足其预期目的，但并非在所有方面都令人满意。举例而言，高电阻的底电极导孔(bottom electrode via，BEVA)，通常是磁性随机存取存储器(MRAM)单元中附加电阻的主要贡献，而降低了存储器电路的性能。因此，需要对本领域进行改进。

发明内容

本发明实施例提供一种制造存储器装置的方法，包括：形成导孔沟槽在基板中；形成导孔在导孔沟槽中，其中导孔的下部包括第一金属，且导孔的上部包括不同于第一金属的第二金属；形成磁性穿隧接面在导孔上方；以及形成上电极在磁性穿隧接面上方。

本发明实施例提供一种制造存储器装置的方法，包括：提供基板；形成导孔沟槽基板中；沉积第一金属于导孔沟槽的下部中；沉积第二金属于导孔沟槽的上部中，从而于导孔沟槽中形成导孔，其中第二金属具有比第一金属更高的电阻率；形成下电极层于导孔上方；形成磁性穿隧接面堆叠于下电极层上方，其中磁性穿隧接面包括：下铁磁层；穿隧阻障层，于下铁磁层上方；以及上铁磁层，于穿隧阻障层上方；以及形成上电极层于磁性穿隧接面堆叠层上方。

本发明实施例提供一种存储器装置，包括：下电极导孔，其包括下部和上部，其中下部包括第一金属，上部包括不同于第一金属的第二金属；下电极，设置于下电极导孔上方；磁性穿隧接面，设置于下电极上方；以及上部电极，设置于磁性穿隧接面上方。

附图说明

以下将配合所附图式详述本发明实施例。应注意的是，依据在业界的标准做法，各种特征并未按照比例绘制且仅用以说明例示。事实上，可任意地放大或缩小单元的尺寸，以清楚地表现出本发明实施例的特征。