[发明专利]磁性随机存取存储器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种存储器及其制造方法，且特别涉及一种磁性随机存取存储器及其制造方法。

背景技术

先前，用于微计算机等电子机器的半导体存储器，从操作速度及集成度的观点看来，以使用动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)为主。但，动态随机存取存储器在保持存储时，需消耗能量，又电源切断时有存储内容消失的问题，难以对应近年的省能源化或移动式机器的要求。为对应上述的要求，需要新型的存储器，具备高速度、高集成度、低耗电率特征外，再加备新的非挥发性特征。

磁性随机存取存储器(Magnetic Random Access Memory，MRAM)具有非挥发性、高密集度、高读写速度、抗辐射线等等优点。写入数据时，一般所使用的方法为两条电流线，也就是位线(Bit Line)与写入字线(Write WordLine)，感应磁场所交集选择到的存储单元(Memory Cell)，通过改变存储层磁性材料的磁化方向，来更改其磁电阻值。而在读取存储数据时，让选择到的磁性存储单元流入电流，从读取的电阻值可以判定存储数据的数字值。磁性随机存取存储器依强磁性体的磁化方向存储信息，磁化方向的信息，可利用自旋阀(Spin Valve)元件的巨大磁阻效果，或强磁性穿隧接合(Magnetic TunnelJunction，MTJ)的穿隧磁阻(Tunneling Magnetoresistance，TMR)效果等电气化的读出。因磁性随机存取存储器使用强磁性体，故能够不耗费能源，不挥发地保持信息。

图1A至图1B所绘示为已知的磁性随机存取存储器的制造流程剖面图。

首先，请参照图1A，在基底100上形成图案化导体层102。接着，在基底100上形成覆盖图案化导体层102的介电层104。然后，利用化学机械抛光法来平坦化介电层104，并同时降低图案化导体属层102上方的介电层104的厚度。

然后，请参照图1B，在图案化导体层102上方的绝缘层上104形成图案化磁性层106。接下来，在基底100上形成介电层108。之后，在介电层108中形成接触窗110、112，接触窗110、112分别与图案化导体层102及图案化磁性层106电性连接。继之，在介电层108上形成图案化导体层114，图案化导体层114包括导体图案116、118，导体图案116、118分别与接触窗110、112电性连接。

一般而言，磁性层106与图案化导体层102之间的介电层104是作为绝缘层使用，其会被研磨至2000埃左右的厚度，但是在此厚度的下，磁性随机存取存储器的电能消耗量大且操作速度较慢，而造成磁性随机存取存储器的整体效能不佳。

当然，可以在上述工艺中利用化学机械抛光法将介电层104磨的更薄，但是会使得介电层104的厚度的变异增大，而造成磁性随机存取存储器的成品率降低及产量下降等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的就是在提供一种磁性随机存取存储器，可以降低电能消耗量。

本发明的另一目的是提供一种磁性随机存取存储器的制造方法，可以有效地降低绝缘层的厚度。

本发明提出一种磁性随机存取存储器，包括基底、第一导体层、磁性层、绝缘层、介电层、两个接触窗及第二导体层。第一导体层配置在基底上。磁性层配置在第一导体层上。绝缘层配置在第一导体层与磁性层之间，且绝缘层的厚度为1000埃以下。介电层配置在基底上并覆盖磁性层、绝缘层及第一导体层。接触窗配置在介电层中，且接触窗分别电性连接在第一导体层与磁性层。第二导体层配置在介电层上，第二导体层包括两个导体图案，且各导体图案分别电性连接在所对应的各接触窗。

依照本发明的实施例所述，在上述的磁性随机存取存储器中，绝缘层的厚度为500埃以下。

依照本发明的实施例所述，在上述的磁性随机存取存储器中，绝缘层的厚度为200埃以下。

依照本发明的实施例所述，在上述的磁性随机存取存储器中，绝缘层的厚度为50埃以下。

依照本发明的实施例所述，在上述的磁性随机存取存储器中，基底包括硅基底。

依照本发明的实施例所述，在上述的磁性随机存取存储器中，第一导电层的材料包括金属。

依照本发明的实施例所述，在上述的磁性随机存取存储器中，磁性层的材料包括金属。

依照本发明的实施例所述，在上述的磁性随机存取存储器中，绝缘层的材料与介电层的材料不同。

依照本发明的实施例所述，在上述的磁性随机存取存储器中，绝缘层的材料包括氧化硅或氮化硅。