[发明专利]磁阻式随机存取存储器

说明书

本发明公开一种磁阻式随机存取存储器，其主要包含一第一金属氧化物半导体(metal‑oxide semiconductor,MOS)晶体管以及一第二金属氧化物半导体晶体管设于一基底上；一磁性隧穿接面(magnetic tunneling junction,MTJ)设于该第一金属氧化物半导体晶体管以及该第二金属氧化物半导体晶体管之间；一第一层间介电层设于该MTJ一侧并位于该第一金属氧化物半导体晶体管上；以及一第二层间介电层设于该MTJ另一侧并位于该第二金属氧化物半导体晶体管上。

技术领域

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

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信息。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、磁隧穿接面(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

本发明揭露一种半导体元件，其主要包含一第一金属氧化物半导体(metal-oxidesemiconductor,MOS)晶体管以及一第二金属氧化物半导体晶体管设于一基底上；一磁性隧穿接面(magnetic tunneling junction,MTJ)设于该第一金属氧化物半导体晶体管以及该第二金属氧化物半导体晶体管之间；一第一层间介电层设于该MTJ一侧并位于该第一金属氧化物半导体晶体管上；以及一第二层间介电层设于该MTJ另一侧并位于该第二金属氧化物半导体晶体管上。

依据本发明一实施例，第一金属氧化物半导体晶体管包含一第一栅极结构设于基底上、一第一间隙壁环绕第一栅极结构以及一第一源极/漏极区域设于第一栅极结构一侧。第二金属氧化物半导体晶体管包含一第二栅极结构设于基底上、一第二间隙壁环绕第二栅极结构以及一第二源极/漏极区域设于第二栅极结构一侧。

依据本发明一实施例另包含一第一衬垫层设于该第一间隙壁以及该第一层间介电层之间以及一第二衬垫层设于该第二间隙壁以及该第二层间介电层之间。其中第一衬垫层上表面切齐第一层间介电层上表面，且第二衬垫层上表面切齐第二层间介电层上表面。

附图说明

图1为本发明一实施例的MRAM单元的上视图；

图2为图1中沿着切线AA’的剖面示意图。

主要元件符号说明

12 基底 14 金属氧化物半导体晶体管

16 金属氧化物半导体晶体管 18 金属氧化物半导体晶体管

20 金属氧化物半导体晶体管 22 金属氧化物半导体晶体管

24 金属氧化物半导体晶体管 26 接触插塞