半导体结构及其形成方法与流程

文档序号:29437815发布日期:2022-03-30 09:23阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种半导体结构的形成方法,其特征在于,包括:提供衬底,所述衬底表面形成有堆叠层,所述堆叠层包括层叠分布的固定层、隔离层及自由层;刻蚀所述堆叠层,形成分立的磁性隧道结,且所述磁性隧道结顶部的宽度大于底部的宽度;在所述磁性隧道结的侧壁形成侧墙,相邻所述侧墙之间具有缺口,所述缺口顶部的宽度小于底部的宽度;在所述缺口中填充电介质层,且所述电介质层中具有空气隙。2.根据权利要求1所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,所述磁性隧道结为底部钉扎,所述自由层的宽度大于所述隔离层、所述固定层的宽度,且所述隔离层和所述固定层的宽度相同,或者,所述自由层、所述隔离层及所述固定层的宽度依次逐渐递减。3.根据权利要求1所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,所述磁性隧道结为顶部钉扎,所述固定层的宽度大于所述自由层、所述隔离层的宽度,且所述自由层和所述隔离层的宽度相同,或者,所述固定层、所述隔离层及所述自由层的宽度依次逐渐递减。4.根据权利要求1所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,在所述缺口中填充电介质层的工艺包括:在所述缺口中沉积电介质材料,使所述缺口的顶部宽度逐渐减小,直至所述缺口的顶部封闭,在所述缺口的电介质材料中形成空气隙;平坦化所述电介质材料,使所述电介质材料的表面与所述磁性隧道结的顶面共面,形成电介质层。5.根据权利要求4所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,采用多步沉积工艺在所述缺口中沉积电介质材料,且每一步沉积工艺均包括沉积步骤和紫外处理步骤。6.根据权利要求5所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,所述沉积步骤采用的方法为化学气相沉积或物理气相沉积。7.根据权利要求6所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,每一步沉积工艺均形成一子电介质材料层,且每一所述子电介质材料层的厚度不大于500埃。8.根据权利要求1所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,所述电介质层的材料包括sio2、sion、sioc、sicoh及sicn中的至少一种。9.根据权利要求1所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,在所述磁性隧道结的侧壁形成侧墙的工艺包括:在所述磁性隧道结的表面、侧壁及相邻所述磁性隧道结之间的衬底表面沉积侧墙材料,且所述磁性隧道结相邻侧壁的侧墙材料之间具有缺口,所述缺口顶部的宽度小于底部的宽度;刻蚀所述侧墙材料,仅保留所述磁性隧道结侧壁的侧墙材料,形成侧墙。10.根据权利要求1所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,所述侧墙的材料包括sin、sic和sicn中的至少一种。11.根据权利要求1所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,所述衬底包括:层间介质层,所述层间介质层中具有第一导电层;第一介电层,位于所述层间介质层表面,所述第一介电层中具有贯穿所述第一介电层
的第二导电层,且所述第二导电层连接所述第一导电层和所述磁性隧道结。12.根据权利要求1所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,在所述缺口中填充电介质层之后,还包括:在所述电介质层和所述磁性隧道结的表面形成第二介电层;在所述第二介电层中形成贯穿所述第二介电层的通孔,且所述通孔暴露部分所述磁性隧道结的表面;在所述通孔中填满第三导电层。13.一种半导体结构,其特征在于,包括:衬底;磁性隧道结,分立于所述衬底表面,所述磁性隧道结顶部的宽度大于底部的宽度,且所述磁性隧道结包括层叠分布固定层、隔离层及自由层;侧墙,位于所述磁性隧道结的侧壁;电介质层,位于相邻所述侧墙之间的衬底表面,所述电介质层的表面与所述磁性隧道结的顶面共面,且所述电介质层中具有空气隙。14.根据权利要求13所述的半导体结构,其特征在于,所述磁性隧道结为底部钉扎,所述自由层的宽度大于所述隔离层、所述固定层的宽度,且所述隔离层和所述固定层的宽度相同,或者,所述自由层、所述隔离层及所述固定层的宽度依次逐渐递减。15.根据权利要求13所述的半导体结构,其特征在于,所述磁性隧道结为顶部钉扎,所述固定层的宽度大于所述自由层、所述隔离层的宽度,且所述自由层和所述隔离层的宽度相同,或者,所述固定层、所述隔离层及所述自由层的宽度依次逐渐递减。16.根据权利要求13所述的半导体结构,其特征在于,所述电介质层包括若干层叠分布的子电介质层,且每一所述子电介质层的厚度不大于500埃。17.根据权利要求13所述的半导体结构,其特征在于,所述衬底包括:层间介质层,所述层间介质层中具有第一导电层;第一介电层,位于所述层间介质层表面,所述第一介电层中具有贯穿所述第一介电层的第二导电层,且所述第二导电层连接所述第一导电层和所述磁性隧道结。18.根据权利要求17所述的半导体结构,其特征在于,所述半导体结构还包括:第二介电层,位于所述电介质层和所述磁性隧道结的表面;第三导电层,位于所述第二介电层中且贯穿所述第二介电层,所述第三导电层连接所述磁性隧道结。

技术总结
本申请提供一种半导体结构及其形成方法,所述形成方法包括:提供衬底,所述衬底表面形成有堆叠层,所述堆叠层包括层叠分布的固定层、隔离层及自由层;刻蚀所述堆叠层,形成分立的磁性隧道结,且所述磁性隧道结顶部的宽度大于底部的宽度;在所述磁性隧道结的侧壁形成侧墙,相邻所述侧墙之间具有缺口,所述缺口顶部的宽度小于底部的宽度;在所述缺口中填充电介质层,且所述电介质层中具有空气隙。本申请的技术方案能够改善RC延迟,提高器件效率。提高器件效率。提高器件效率。


技术研发人员:刘晨子 徐亮
受保护的技术使用者:中芯国际集成电路制造(北京)有限公司
技术研发日:2020.09.25
技术公布日:2022/3/29
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