[发明专利]磁阻式随机存取存储器结构

说明书

本发明公开一种磁阻式随机存取存储器结构，包括一基底、多个磁阻式随机存取存储器单元位于该基底上，其中该些磁阻式随机存取存储器单元位于一存储器区中，该存储器区与逻辑区邻接、以及一超低介电系数层覆盖在该些磁阻式随机存取存储器单元上，其中该超低介电系数层的表面部位有掺杂氟，且位于该存储器区与该逻辑区交界处的该超低介电系数层的表面具有凹痕。

技术领域

本发涉及一种磁阻式随机存取存储器，更具体言之，其涉及一种具有特殊超低介电系数(ultra low-k,ULK)层结构与材料比例分布的磁阻式随机存取存储器结构。

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以原先的电阻，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，还可以制成磁阻式随机存取存储器(magnetoresistive random access memory,MRAM)，其优点是在不通电的情况下可以持续保留存储的数据。

磁阻式随机存取存储器(magnetoresistive random access memory,MRAM)为近年来获得高度关注的一种新式存储器，其整合了目前各式存储器的优点，例如可比拟静态随机存取存储器(SRAM)的存取速度、闪存存储器(flash)的非挥发性与低耗电、动态随机存取存储器(DRAM)的高密度以及耐久性，而且可与目前半导体后段制作工艺整合制作，因此有潜力成为半导体芯片主要使用的存储器。

磁阻式随机存取存储器包括设置在上、下层内连线结构之间的一存储器堆叠结构，其中包含一磁隧穿结(magnetic tunneling junction,MTJ)。不同于传统存储器是通过存储电荷来存储数据，磁阻式随机存取存储器的操作是通过对MTJ施以一外加磁场来控制MTJ的磁化方向而获得不同的隧穿磁阻(tunneling magnetoresistive,TMR)来存储数字数据。

发明内容

本发明提出了一种磁阻式随机存取存储器结构，其特点在于其超低介电系数层的表面部位会因为回蚀刻制作工艺而掺杂有氟成分，且特别的制作工艺步骤使得该存储器区与该逻辑区交界处的该超低介电系数层的表面具有凹痕。

本发明的其一面向在于提出一种磁阻式随机存取存储器结构，包括一基底、多个磁阻式随机存取存储器单元，位于该基底上，其中该些磁阻式随机存取存储器单元位于一存储器区中，该存储器区与逻辑区邻接、以及一超低介电系数层，覆盖在该些磁阻式随机存取存储器单元上，其中位于该存储器区与该逻辑区交界处的该超低介电系数层的表面具有凹痕。

本发明的另一面向在于提出一种磁阻式随机存取存储器结构，包括一基底、多个磁阻式随机存取存储器单元，位于该基底上，其中该些磁阻式随机存取存储器单元位于一存储器区中，该存储器区与逻辑区邻接、以及一超低介电系数层，覆盖在该些磁阻式随机存取存储器单元上，其中该超低介电系数层具有一氟掺杂的表面部位，该超低介电系数层中的硅成分比例、氢成分比例以及碳成分比例从该超低介电系数层的表面往内部递增至其各自的水平后持平，该超低介电系数层中的氧成分比例从该超低介电系数层的表面往内部递减至一水平后持平，该超低介电系数层中的氟成分比例从该超低介电系数层的表面往内部递增直至一深度后开始递减至零。

本发明的这类目的与其他目的在阅者读过下文中以多种图示与绘图来描述的优选实施例的细节说明后应可变得更为明了显见。

附图说明

本说明书含有附图并于文中构成了本说明书的一部分，使阅者对本发明实施例有进一步的了解。该些图示描绘了本发明一些实施例并连同本文描述一起说明了其原理。在该些图示中：

图1至图5为本发明实施例一磁阻式随机存取存储器的制作流程的截面示意图；以及