[发明专利]半导体存储器元件及其制作方法

说明书

本发明公开一种半导体存储器元件及其制作方法，该半导体存储器元件包含基底，具有存储单元区域和对准标记区域、介电层，覆盖存储单元区域和对准标记区域、导电通孔，位于存储单元区域内的介电层中、对准标记沟槽，位于对准标记区域的介电层中、存储结构，位于导电通孔上。存储结构包含从底电极金属层定义而来的底电极、从磁性隧穿接面层定义而来的磁性隧穿接面结构，以及上电极。对准标记沟槽中包含一残余金属堆叠，包含部分的底电极金属层及部分的磁性隧穿接面层。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种半导体存储器元件及其制作方法。

背景技术

已知，自旋转移力矩磁阻式存储器(STT-MRAM)是目前业界积极开发中的一种非挥发性(Non-Volatile)存储器，其较传统磁阻式随机存取存储器具有更多优势，包括接近无限次的读写周期、低耗电、运算速度更快。

现有技术在自旋转移力矩式存储器的磁性隧穿接面(Magnetic TunnelJunction，MTJ)层和上电极金属层沉积之前，需形成对准标记(alignment mark，AM)，以方便后续的MTJ层蚀刻对准。通常，底电极包括钽(Ta)或氮化钽(TaN)，然而，氧化钽系副产物很难通过一般的氯系或氟系蚀刻剂气体除去。这些副产物导致量产时的严重缺陷问题。

发明内容

本发明提供了一种改良的半导体存储器元件及其制作方法，可以解决上述现有技术的不足与缺点。

本发明一方面提供一种半导体存储器元件，包含基底，具有存储单元区域和对准标记区域、介电层，覆盖存储单元区域和对准标记区域、导电通孔，位于存储单元区域内的介电层中、对准标记沟槽，位于对准标记区域的介电层中、存储结构，位于导电通孔上。存储结构包含从底电极金属层定义而来的底电极、从磁性隧穿接面层定义而来的磁性隧穿接面结构，以及上电极。对准标记沟槽中具有一残余金属堆叠。残余金属堆叠包含部分的底电极金属层及部分的磁性隧穿接面层。

本发明另一方面提供一种形成半导体存储器元件的方法。首先提供一基底，其上具有一存储单元区域和一对准标记区域。在基底上形成一介电层，介电层覆盖存储单元区域和对准标记区域。在存储单元区域内的介电层中形成多个导电通孔。在对准标记区域的介电层中形成一对准标记沟槽。在存储单元区域和对准标记区域上形成一底电极金属层，其中底电极金属层共形的覆盖对准标记沟槽的一侧壁和一底面。研磨所述底电极金属层。

为让本发明的上述目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举优选实施方式，并配合所附的附图，作详细说明如下。然而如下的优选实施方式与附图仅供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制者。

附图说明

图1至图8为本发明一实施例所绘示的制作半导体存储器元件的方法的剖面示意图。

主要元件符号说明

1 半导体存储器元件

100 基底

101 对准标记区域

102 存储单元区域

103 逻辑电路区域

110 层间介电层

120 介电层

121 蚀刻停止层

122 氧化硅层

130 光致抗蚀剂图案

130a 开口

140 底电极金属层

140a、140b 底电极金属层的剩余部分

140c 底电极

150 磁性隧穿接面层