[发明专利]半导体元件及其制作方法

说明书

本发明公开一种半导体元件及其制作方法，其中该半导体元件主要包含一磁性隧道结(magnetic tunneling junction,MTJ)设于一基底上，一第一金属间介电层设于该MTJ周围，一金属内连线设于该MTJ上，一第二金属间介电层设于该第一金属内连线上并环绕该金属内连线以及一金属氧化层设于该第二金属间介电层内并环绕该金属内连线。

技术领域

本发明涉及一种半导体元件及其制作方法，尤其是涉及一种磁阻式随机存取存储器(Magnetoresistive Random Access Memory,MRAM)及其制作方法。

背景技术

已知，磁阻(magnetoresistance,MR)效应是材料的电阻随着外加磁场的变化而改变的效应，其物理量的定义，是在有无磁场下的电阻差除上原先电阻，用以代表电阻变化率。目前，磁阻效应已被成功地运用在硬盘生产上，具有重要的商业应用价值。此外，利用巨磁电阻物质在不同的磁化状态下具有不同电阻值的特点，还可以制成磁性随机存储器(MRAM)，其优点是在不通电的情况下可以继续保留存储的数据。

上述磁阻效应还被应用在磁场感测(magnetic field sensor)领域，例如，移动电话中搭配全球定位系统(global positioning system,GPS)的电子罗盘(electroniccompass)零组件，用来提供使用者移动方位等资讯。目前，市场上已有各式的磁场感测技术，例如，各向异性磁阻(anisotropic magnetoresistance,AMR)感测元件、巨磁阻(GMR)感测元件、磁性隧道结(magnetic tunneling junction,MTJ)感测元件等等。然而，上述现有技术的缺点通常包括：较占芯片面积、制作工艺较昂贵、较耗电、灵敏度不足，以及易受温度变化影响等等，而有必要进一步改进。

发明内容

本发明一实施例公开一种制作半导体元件的方法。首先形成一磁性隧道结(magnetic tunneling junction,MTJ)于一基底上，然后形成一第一金属间介电层环绕该MTJ，形成一蚀刻停止层于该第一金属间介电层上，形成一第二金属间介电层于该蚀刻停止层上，形成一图案化硬掩模于该第二金属间介电层上，进行一第一蚀刻制作工艺以形成一接触洞于该第二金属间介电层内并暴露出该蚀刻停止层，进行一第二蚀刻制作工艺去除该图案化硬掩模，进行一第三蚀刻制作工艺去除该蚀刻停止层以及该第一金属间介电层并暴露出该MTJ，再形成一金属内连线于该接触洞内。

本发明另一实施例公开一种半导体元件，其主要包含一磁性隧道结(magnetictunneling junction,MTJ)设于一基底上，一第一金属间介电层设于该MTJ周围，一金属内连线设于该MTJ上，一第二金属间介电层设于该第一金属内连线上并环绕该金属内连线以及一金属氧化层设于该第二金属间介电层内并环绕该金属内连线。

附图说明

图1至图9为本发明一实施例制作MRAM单元的方式示意图；

图10为本发明一实施例的一半导体元件的结构示意图。

主要元件符号说明

12     基底                   14    MTJ区域

16     逻辑区域               18    层间介电层

20     金属内连线结构         22    金属内连线结构

24     金属间介电层           26    金属内连线

28     停止层                 30    金属间介电层

32     金属内连线             34    阻障层