[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，其中该制作半导体元件的方法为，首先提供一基底包含一磁性隧穿结(magnetic tunneling junction,MTJ)区域以及一逻辑区域，然后形成一MTJ于MTJ区域上，形成一上电极于MTJ上，形成一金属间介电层环绕MTJ，去除上电极正上方的金属间介电层以形成一凹槽，形成一第一硬掩模于金属间介电层上并填入凹槽内，去除逻辑区域的第一硬掩模以及金属间介电层以形成一接触洞，再形成一金属层于凹槽及接触洞内以于上电极上方形成一连接结构以及于逻辑区域形成一金属内连线。

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、磁隧穿结(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。首先提供一基底包含一磁性隧穿结(magnetic tunneling junction,MTJ)区域以及一逻辑区域，然后形成一MTJ于MTJ区域上，形成一上电极于MTJ上，形成一金属间介电层环绕MTJ，去除上电极正上方的金属间介电层以形成一凹槽，形成一第一硬掩模于金属间介电层上并填入凹槽内，去除逻辑区域的第一硬掩模以及金属间介电层以形成一接触洞，再形成一金属层于凹槽及接触洞内以于上电极上方形成一连接结构以及于逻辑区域形成一金属内连线。

本发明另一实施例公开一种半导体元件，其主要包含一基底具有一磁性隧穿结(magnetic tunneling junction,MTJ)区域以及一逻辑区域，一MTJ设于该MTJ区域上，一上电极设于该MTJ上，一连接结构设于该上电极上以及一第一金属内连线设于该逻辑区域，其中第一金属内连线又包含一接触洞导体设于该基底上以及一沟槽导体且沟槽导体下表面低于该连接结构下表面。

本发明又一实施例公开一种半导体元件，其主要包含一基底具有磁性隧穿结(magnetic tunneling junction,MTJ)区域以及逻辑区域，一MTJ设于MTJ区域上，一上电极设于该MTJ上以及一连接结构设于该上电极上，其中连接结构包含一硬掩模设于该上电极上、一阻障层设于该硬掩模上以及一金属层设于该阻障层上。

附图说明

图1至图9为本发明一实施例制作一半导体元件的方式示意图；

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