[發明專利]半導體結構及半導體結構的形成方法

在審

• 申請號: 202010463077.8
• 申請日: 2020-05-27
• 公開（公告）號: CN113745401A
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發明（設計）人: 趙穎石;楊成成;劉歡;陳海洋
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司;中芯國際集成電路制造(北京)有限公司
• 主分類號: H01L43/08
• 分類號: H01L43/08;H01L43/12;H01L27/22
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 徐文欣

一種半導體結構和半導體結構的形成方法，其中，方法包括：提供襯底；在所述襯底表面形成第一電極材料層；在所述第一電極材料層表面形成若干相互分立的磁隧道結，并且在每個所述磁隧道結頂面形成第二電極層；在所述磁隧道結以及所述第二電極層側壁面形成側墻；在形成所述側墻后，去除所述襯底表面暴露的第一電極材料層，以形成第一電極層。從而，提高了半導體結構的性能。

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，特別涉及一種半導體結構和半導體結構的形成方法。

背景技術

MRAM(Magnetic Random Access Memory)是一種非揮發性的磁性隨機存儲器。它擁有靜態隨機存儲器(SRAM)的高速讀取寫入能力，動態隨機存儲器(DRAM)的高集成度并且功耗遠遠的低于DRAM，相對于快閃存儲器(Flash)，隨著使用時間的增加性能不會發生退化。由于MRAM具有的上述特征，其被稱為通用存儲器(universal memory)，被認為能夠取代SRAM，DRAM，EEPROM和Flash。

與傳統的隨機存儲器芯片制作技術不同，MRAM中的數據不是以電荷或者電流的形式存儲，而是一種磁性狀態存儲，并且通過測量電阻來感應，不會干擾磁性狀態。MRAM采用磁隧道結(MTJ)結構來進行數據存儲，一般來說，MRAM單元由一個晶體管(1T)和一個磁隧道結(MTJ)共同組成一個存儲單元，所述的磁隧道結(MTJ)結構包括至少兩個電磁層以及用于隔離所述的兩個電磁層的絕緣層。電流垂直由一電磁層透過絕緣層流過或“穿過”另一電磁層。其中的一個電磁層是固定磁性層，透過強力固定場將電極固定在特定的方向。而另一電磁層為可自由轉動磁性層，將電極保持在其中一方。

然而，現有的半導體結構的性能較差。

發明內容

本發明解決的技術問題是提供一種半導體結構及半導體結構的形成方法，以提高半導體結構的性能。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案提供一種半導體結構，包括：襯底；位于所述襯底上的若干相互分立的磁隧道結；位于所述磁隧道結頂面的第二電極層；位于所述磁隧道結以及第二電極層側壁面的側墻；位于所述磁隧道結底面與襯底表面之間，以及側墻底面與襯底表面之間的第一電極層。

可選的，所述磁隧道結包括：位于所述第一電極層表面的第一電磁層、位于所述第一電磁層表面的隧穿層、位于所述隧穿層表面的第二電磁層。

可選的，還包括：位于所述襯底、第二電極層和側墻表面的第一介電層，所述第一介電層包括第一下層介電層，以及位于第一下層介電層表面的第一上層介電層。

可選的，所述襯底包括存儲區，至少1個以上所述磁隧道結、位于該磁隧道結頂面的第二電極層、位于該磁隧道結和襯底之間的第一電極層、位于該磁隧道結側壁面的側墻、以及至少部分所述第一介電層位于所述存儲區上。

可選的，還包括：位于所述存儲區的第一上層介電層內的第一互連結構，所述第一互連結構與所述存儲區的第二電極層電互連。

可選的，所述襯底還包括邏輯區，至少1個以上所述磁隧道結、位于該磁隧道結頂面的第二電極層、位于該磁隧道結和襯底之間的第一電極層、位于該磁隧道結側壁面的側墻、以及至少部分所述第一介電層位于所述邏輯區上。

可選的，所述邏輯區的襯底內具有邏輯電路、所述邏輯電路電互連的第一邏輯互連結構以及包圍所述邏輯電路、第一邏輯互連結構的襯底介質結構。

可選的，還包括：位于所述邏輯區的第一下層介電層以及襯底內的第二互連結構，所述第二互連結構與所述第一邏輯互連結構電互連；位于所述第一上層介電層內的第三互連結構，所述第三互連結構與所述第二互連結構電互連。