[发明专利]包括嵌入式磁性隧道结的逻辑芯片

权利要求书

1.一种半导体装置，包括：

第一磁性隧道结(MTJ)，其包括第一上MTJ层、第一下MTJ层、以及直接接触所述第一上MTJ层的第一下表面和所述第一下MTJ层的第一上表面的第一隧道势垒；以及

第一层间电介质(ILD)材料；

其中，所述第一上MTJ层包括第一上MTJ层侧壁，并且所述第一下MTJ层包括与所述第一上MTJ层侧壁水平偏移第一水平偏移间隔的第一下MTJ侧壁，所述第一水平偏移间隔限定了第一水平偏移距离，并且

其中，平行于所述第一上MTJ层的所述第一下表面的第一水平面与包括在所述第一MTJ与所述第一层间电介质材料之间的第一抛光停止材料相交。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，具有与所述第一水平偏移距离相等的第一宽度的第一间隔体直接接触所述第一上MTJ层和所述第一隧道势垒。

3.根据权利要求2所述的装置，还包括直接接触所述第一上MTJ层的第一上表面和所述第一间隔体的第一硬掩模。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，第一间隔体包括在所述第一水平偏移间隔内。

5.根据权利要求1所述的装置，包括：

单片衬底；

存储器区域，其包括所述第一MTJ；以及

逻辑区域；

其中，所述逻辑区域和所述存储器区域都位于所述单片衬底上；

其中，所述第一水平面与所述第一MTJ、所述第一层间电介质(ILD)材料、以及包括在所述逻辑区域中的第二层间电介质(ILD)材料相交，所述第一层间电介质(ILD)材料与所述第一MTJ相邻，所述第一层间电介质材料和所述第二层间电介质材料彼此不等同。

6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述逻辑区域包括在处理器中，并且所述存储器是自旋转移矩磁阻随机存取存储器(STT-MRAM)。

7.根据权利要求5所述的装置，其中：

所述第一层间电介质材料包括氧化硅、氮氧化硅、多孔氧化硅、氟氧化硅、碳掺杂的氧化物、多孔碳掺杂的氧化物、聚酰亚胺、聚降冰片烯、苯并环丁烯、可流动的氧化物、以及聚四氟乙烯的至少其中之一；并且所述第二层间电介质材料包括氧化硅、氮氧化硅、多孔氧化硅、氟氧化硅、碳掺杂的氧化物、多孔碳掺杂的氧化物、聚酰亚胺、聚降冰片烯、苯并环丁烯、可流动的氧化物、以及聚四氟乙烯中的至少另外一种；并且

第一底部MTJ包括子层，所述子层包括钽、铂锰、钴铁、钌(Ru)、以及钴铁硼的至少其中之一。

8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一抛光停止材料直接接触所述第一隧道势垒和所述第一下MTJ层的至少其中之一。

9.根据权利要求1所述的装置，包括：

单片衬底；

存储器区域，其包括所述第一MTJ；以及

逻辑区域；

其中，具有与所述第一水平偏移距离相等的宽度的第一间隔体直接接触所述第一上MTJ层和所述第一隧道势垒；

其中，所述逻辑区域和所述存储器区域都位于所述单片衬底上；

其中，所述第一水平面与所述第一MTJ、所述第一层间电介质(ILD)材料、以及包括在所述逻辑区域中的第二层间电介质(ILD)材料相交，所述第一层间电介质(ILD)材料与所述第一MTJ相邻，所述第一层间电介质材料和所述第二层间电介质材料彼此不等同。

10.根据权利要求9所述的装置，其包括：

垂直MTJ层部分、附加的垂直MTJ层部分、以及直接接触所述垂直MTJ层部分和所述附加的垂直MTJ层部分的垂直隧道势垒部分；

其中，所述垂直MTJ层部分、所述附加的垂直MTJ层部分、以及所述垂直隧道势垒部分都位于所述逻辑区域与所述存储器区域之间，并且都与所述第一水平面相交。

11.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一上MTJ层、所述第一下MTJ层、以及所述第一隧道势垒的至少其中之一包括子层。

12.根据权利要求1所述的装置，其中，具有与所述第一水平偏移距离相等的第一宽度的第一间隔体直接接触所述第一上MTJ层和所述第一隧道势垒的至少其中之一。