[发明专利]MRAM存储器单元及其形成方法

说明书

本发明提供了一种用于形成减小面积的MRAM存储器单元的系统和方法，该MRAM存储器单元包括衬底、位于衬底上面的晶体管和位于晶体管上面的磁隧道结。该晶体管包括第一和第二源极区域、位于第一和第二源极区域之间的漏极区域、位于漏极区域和第一源极区域之间的至少一个第一沟道区域、位于漏极区域和第二源极区域之间的至少一个第二沟道区域、位于至少一个第一沟道区域上面的第一栅极结构和位于至少一个第二沟道区域上面的第二栅极结构。第一和第二金属层位于晶体管上面。第一和第二金属层配置为将公共源极线信号耦合至第一和第二源极区域。本发明的实施例还涉及MRAM存储器单元及其形成方法。

技术领域

本发明的实施例涉及MRAM存储器单元及其形成方法。

背景技术

磁性随机存取存储器(MRAM)存储器单元阵列包括用于存储数据位的磁隧道结和诸如金属氧化物场效应晶体管(MOSFET)的场效应晶体管，用于驱动磁隧道结以执行读取和写入操作。当使用高于20nm节点(诸如22nm节点或更高)的半导体处理技术制造MRAM存储器单元时，后段制程(BEOL)金属化(包括形成磁隧道结的金属层)的布局和/或几何形状以及驱动MOSFET的布局和/或几何形状在减小位单元面积方面非常重要。

发明内容

本发明的实施例提供了一种磁性随机存取存储器(MRAM)存储器单元，包括：衬底；晶体管，位于所述衬底上方并且包括：第一源极区域；第二源极区域；漏极区域，位于所述第一源极区域和所述第二源极区域之间；至少一个第一沟道区域，位于所述漏极区域和所述第一源极区域之间；至少一个第二沟道区域，位于所述漏极区域和所述第二源极区域之间；第一栅极结构，位于所述至少一个第一沟道区域上面；第二栅极结构，位于所述至少一个第二沟道区域上面；磁隧道结，位于所述晶体管上面，其中，所述漏极区域耦合至所述磁隧道结；第一金属层，位于所述晶体管上面；以及第二金属层，位于所述第一金属层上面，其中，所述第二金属层和所述第一金属层配置为将公共源极线信号耦合至所述第一源极区域和所述第二源极区域以及第一相邻磁性随机存取存储器存储器单元的第一相邻晶体管的第一相邻第一源极区域和第一相邻第二源极区域。

本发明的另一实施例提供了一种磁性随机存取存储器(MRAM)存储器单元，包括：衬底；晶体管，位于所述衬底上面并且包括：公共源极区域，漏极区域，至少一个沟道区域，位于所述公共源极区域和所述漏极区域之间，第一栅极结构，位于所述至少一个沟道区域上面，和冗余栅极结构，位于所述衬底上方并且位于所述公共源极区域或所述漏极区域中的一个外部；以及磁隧道结，位于所述晶体管上面，其中，所述漏极区域耦合至所述磁隧道结。

本发明的又一实施例提供了一种形成磁性随机存取存储器(MRAM)存储器单元的方法，包括：在衬底上面形成第一晶体管和第二晶体管，所述第一晶体管包括：第一沟道区域；第一有源栅极结构，接触所述第一沟道区域；第一冗余栅极结构，位于所述衬底上面并且耦合至接地电位，所述第一冗余栅极结构具有从所述第一有源栅极结构的距离d；第一漏极区域，邻近所述第一有源栅极结构；公共源极区域，邻近所述第一有源栅极结构，所述公共源极区域具有从所述第一冗余栅极结构的距离1.5d；并且所述第二晶体管包括：第二沟道区域；第二有源栅极结构，接触所述第二沟道区域；第二漏极区域，邻近所述第二有源栅极结构；所述公共源极区域，邻近所述第二有源栅极结构；以及在所述衬底上面形成耦合至所述第一漏极区域的磁隧道结。

附图说明

当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳理解本发明的各个方面。应该强调，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制并且仅用于说明的目的。实际上，为了清楚的讨论，各个部件的尺寸可以任意地增大或减小。

图1是根据本发明的实施例的MRAM存储器单元的x-z截面；

图2是根据本发明的实施例的图1的MRAM存储器单元的衬底/晶体管的顶视图；

图3是根据本发明的另一实施例的图1的MRAM存储器单元的衬底/晶体管的顶视图；