[实用新型]存储器装置

说明书

本公开一些实施例提出一种存储器装置。所述存储器装置包括含有具金属线的金属间介电层的基板、位于基板上方的介电层、穿过介电层并与金属线接触的底部电极通孔、位于底部电极通孔上方的底部电极、位于底部电极上方的磁穿隧接面(MTJ)元件以及位于MTJ元件上方的顶部电极。底部电极的直接位于底部电极通孔上方的中央部分厚于底部电极的边缘部分。

技术领域

本实用新型实施例涉及一种半导体装置，尤其涉及一种具有磁性随机存取存储器(MRAM)装置的阵列的半导体装置。

背景技术

半导体集成电路(integrated circuit,IC)工业已经历了指数性的成长。技术在IC材料与设计上的进步已经产生了好几世代的IC，其中每一世代都具有比先前世代更小且更复杂的电路。在IC进化的过程中，功能密度(即：每单位芯片面积的互连装置的数量)通常会增加，同时几何尺寸(即：使用制造工艺所能创建的最小组件(或线段))则会减少。这种微缩过程通常通过增加生产效率以及降低相关成本来提供益处。这种微缩也增加了处理与制造IC的复杂性。

在一些IC设计与制造中，其中一个进步是发展了非易失性存储器(non-volatilememory,NVM)，特别是磁性随机存取存储器(magnetic random-access memory,MRAM)。在一些实施例中，MRAM能够提供与挥发性的静态随机存取存储器(static random-accessmemory,SRAM)相提并论的性能，并且以低于挥发性的动态随机存取存储器(dynamicrandom-access memory,DRAM)的功耗得到足以分庭抗礼的密度。相较于NVM快闪存储器，MRAM能够提供更快的存取速度，并且随着时间推移所受的劣化较少。MRAM单元由磁穿隧接面(magnetic tunneling junction,MTJ)形成，MTJ包括多个薄膜，包含通过薄的绝缘阻挡(barrier)层所分隔的两个铁磁(ferromagnetic)层，它们由电子在两个铁磁层之间穿过绝缘阻挡层的穿隧来操作。MTJ的多个薄膜需要保持平整以确保MRAM的性能，但这些薄膜下方的金属通孔可能会导致薄膜起伏并降低MRAM的性能。因此，尽管现行用于形成MRAM装置的方法通常已足以满足其预期目的，但它们并非在所有方面都是完全令人满意的。

实用新型内容

本公开的目的在于提出一种存储器装置，以解决上述至少一个问题。

本公开实施例提供一种存储器装置的制造方法。所述存储器装置的制造方法包括在基板上方形成介电层，基板在其中具有金属线、在介电层中形成通孔孔洞，进而暴露金属线、在通孔孔洞中以及介电层的顶部表面上方沉积填充金属、对填充金属执行第一化学机械研磨(CMP)工艺，进而暴露介电层的顶部表面、对填充金属的顶部表面执行表面处理，进而形成填充金属的凹面顶部表面，其中表面处理不同于第一CMP工艺、在填充金属的凹面顶部表面上方形成底部电极层，使得底部电极层具有厚于周边部分的中央部分、在底部电极层上方形成存储器堆叠、在存储器堆叠上形成顶部电极层以及图案化顶部电极层、存储器堆叠以及底部电极层，进而形成存储器单元。

本公开实施例提供一种存储器装置的制造方法。所述存储器装置的制造方法包括提供基板、在基板上形成介电层、在介电层中形成通孔孔洞、在通孔孔洞中与介电层上方沉积第一金属层、对第一金属层执行第一平坦化工艺，进而暴露介电层的顶部表面并且在通孔孔洞中形成金属通孔，其中金属通孔的顶部表面是凸面的、对金属通孔的顶部表面执行表面处理工艺，其中金属通孔的顶部表面在执行表面处理工艺之后呈凹面、在金属通孔以及介电层上方沉积第二金属层以及对第二金属层执行第二平坦化工艺，其中第二金属层的直接位于金属通孔上方的部分，厚于第二金属层的其他部分。

本公开实施例提供一种存储器装置。所述存储器装置包括包含具有金属线的金属间介电层的基板、位于基板上方的介电层、穿过介电层并与金属线接触的底部电极通孔、位于底部电极通孔上方的底部电极，其中底部电极的直接位于底部电极通孔上方的中央部分厚于底部电极的边缘部分、位于底部电极上方的磁穿隧接面(MTJ)元件以及位于MTJ元件上方的顶部电极。