[发明专利]半导体存储器件

说明书

一种半导体存储器件可以包括在半导体衬底上的选择晶体管、覆盖选择晶体管的层间绝缘层、联接到选择晶体管的漏极区域并构造为穿透层间绝缘层的下接触插塞、以及联接到下接触插塞的磁隧道结图案。下接触插塞可以包括金属图案以及与金属图案的顶表面接触的盖金属图案。盖金属图案可以包括具有比金属图案的顶表面的表面粗糙度小的表面粗糙度的顶表面。磁隧道结图案可以包括底电极和顶电极、在顶电极与底电极之间的下磁层和上磁层、以及在下磁层与上磁层之间的隧道势垒层。

技术领域

本公开涉及半导体存储器件，具体地，涉及包括磁隧道结的半导体存储器件。

背景技术

随着便携式计算设备和无线通信设备越来越多的使用，便携式计算设备和无线通信设备中所要包括的存储器件会需要更高的密度、更低的功率和/或非易失的性质。磁存储器件能够满足上述技术要求。

用于磁存储器件的示例数据存储机制是磁隧道结(MTJ)的隧道磁阻(TMR)效应。例如，具有MTJ的磁存储器件已被开发为包括具有百分之几百到百分之几千的TMR比率的一个或更多个MTJ。

发明内容

本发明构思的一些示例实施方式包括具有改善的电特性的半导体存储器件。

根据本发明构思的一些示例实施方式，一种半导体存储器件可以包括在半导体衬底上的选择晶体管、覆盖选择晶体管的层间绝缘层、联接到选择晶体管的漏极区域并构造为穿透层间绝缘层的下接触插塞、以及联接到下接触插塞的磁隧道结图案。下接触插塞可以包括金属图案以及与金属图案的顶表面接触的盖金属图案，金属图案的顶表面具有第一表面粗糙度，盖金属图案包括顶表面，盖金属图案的该顶表面具有第二表面粗糙度，第二表面粗糙度小于第一表面粗糙度。磁隧道结图案可以包括底电极、顶电极、在顶电极与底电极之间的下磁层和上磁层、以及在下磁层与上磁层之间的隧道势垒层。

根据本发明构思的一些示例实施方式，一种半导体存储器件可以包括在半导体衬底上的下接触插塞。下接触插塞可以穿透层间绝缘层。下接触插塞可以包括：金属图案，其穿透层间绝缘层的下部，金属图案包括第一金属性材料，金属图案具有向下弯曲的顶表面；以及盖金属图案，其与金属图案直接接触并穿透层间绝缘层的上部。半导体存储器件可以包括磁隧道结图案，磁隧道结图案在半导体衬底上包括底电极、下磁层、隧道势垒层、上磁层和顶电极的顺序堆叠，底电极与下接触插塞的盖金属图案的顶表面直接接触，盖金属图案包括第二金属性材料，第二金属性材料不同于第一金属性材料，盖金属图案具有平坦的顶表面。

附图说明

示例实施方式将由以下结合附图的简明描述被更清楚地理解。附图显示出如这里描述的非限制性的示例实施方式。

图1是示出根据本发明构思的一些示例实施方式的半导体存储器件的存储单元阵列的电路图。

图2是示出根据本发明构思的一些示例实施方式的半导体存储器件的单位存储单元的示意图。

图3是示出根据本发明构思的一些示例实施方式的半导体存储器件的俯视图。

图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10和图11是沿图3的线I-I'、II-II'和III-III'截取的剖视图，以示出根据本发明构思的一些示例实施方式的制造半导体存储器件的方法。

图12A和图12B是示出根据本发明构思的一些示例实施方式的半导体存储器件的一部分(例如图11的部分“A”)的放大剖视图。

图13是示出根据本发明构思的一些示例实施方式的半导体存储器件的剖视图。

图14A和图14B是示出图13的部分“B”的放大剖视图。

图15、图16、图17和图18是示意性地示出根据本发明构思的一些示例实施方式的半导体存储器件的数据存储图案的图。