[发明专利]磁阻式随机存取存储器元件及其制作方法

权利要求书

1.一种磁阻式随机存取存储器元件，其特征在于，包含有：

下部电极，设于第一绝缘层中；

环状参考层，位于第二绝缘层的第一介层洞内，该第二绝缘层位于该第一绝缘层上，且该环状参考层位于该下部电极正上方；

第一填缝材料层，填入该第一介层洞中；

阻障层，覆盖该环状参考层，该第二绝缘层以及该第一填缝材料层；

环状自由层，设于第三绝缘层的第二介层洞内，该第三绝缘层位于该第二绝缘层上，且该环状自由层位于该环状参考层正上方；以及

上部电极，堆叠于该环状自由层上。

2.如权利要求1所述的磁阻式随机存取存储器元件，其特征在于，另包含第二填缝材料层，填入该第二介层洞中。

3.如权利要求1所述的磁阻式随机存取存储器元件，其特征在于，该环状参考层形成于该第一介层洞的侧壁上。

4.如权利要求1所述的磁阻式随机存取存储器元件，其特征在于，该环状自由层形成于该第二介层洞的侧壁上。

5.如权利要求1所述的磁阻式随机存取存储器元件，其特征在于，该第一绝缘层沉积在基底表面上。

6.如权利要求5所述的磁阻式随机存取存储器元件，其特征在于，该基底表面上另有半导体切换装置。

7.如权利要求6所述的磁阻式随机存取存储器元件，其特征在于，该下部电极电连接至该半导体切换装置的端点。

8.如权利要求1所述的磁阻式随机存取存储器元件，其特征在于，该环状参考层由固定磁性状态的材料所构成。

9.如权利要求1所述的磁阻式随机存取存储器元件，其中该环状参考层包含NiFe、NiFeCo、CoFe、CoFeB、Fe、Co、Ni，或以上合金或其化合物。

10.如权利要求1所述的磁阻式随机存取存储器元件，其中该环状自由层包含NiFe、NiFeCo、CoFe、CoFeB、Fe、Co、Ni，或以上合金或其化合物。

11.如权利要求1所述的磁阻式随机存取存储器元件，其特征在于，该阻障层包含氧化镁或氧化铝。

12.一种磁阻式随机存取存储器元件的制作方法，其特征在于，包含有：

提供基底；

在该基底上形成第一绝缘层；

在该第一绝缘层内形成下部电极；

在该第一绝缘层及该下部电极上形成第二绝缘层；

在该第二绝缘层中形成第一介层洞；

在该第一介层洞内形成环状参考层；

在该第一介层洞内填入第一填缝材料层；

在该第二绝缘层、该环状参考层及该第一填缝材料层上形成阻障层；

在该阻障层上形成第三绝缘层；

在该第三绝缘层中形成第二介层洞；

在该第二介层洞内形成环状自由层；

在该第二介层洞内填入第二填缝材料层；以及

在该环状自由层上形成上部电极。

13.如权利要求12所述的磁阻式随机存取存储器元件的制作方法，其特征在于，在该第一介层洞内形成该环状参考层，包括以下步骤：

在该第二绝缘层上及该第一介层洞内均匀沉积磁性材料层；以及

各向异性蚀刻该磁性材料层，如此在该第一介层洞侧壁上形成该环状参考层。

14.如权利要求12所述的磁阻式随机存取存储器元件的制作方法，其特征在于，在该第一介层洞内填入第一填缝材料层之后，进行化学机械抛光工艺。

15.如权利要求12所述的磁阻式随机存取存储器元件的制作方法，其特征在于，在该第二介层洞内形成该环状自由层，包括以下步骤：

在该第三绝缘层上及该第二介层洞内均匀沉积磁性材料层；以及

各向异性蚀刻该磁性材料层，如此在该第二介层洞侧壁上形成该环状参考层。

16.如权利要求12所述的磁阻式随机存取存储器元件的制作方法，其特征在于，该基底表面上另形成有半导体切换装置。

17.如权利要求16所述的磁阻式随机存取存储器元件的制作方法，其特征在于，该下部电极电连接至该半导体切换装置的端点。