半导体存储器件及其形成方法与流程

本技术涉及半导体，尤其涉及一种半导体存储器件及其形成方法。

背景技术：

1、随着半导体技术的不断发展，后摩尔时代到来，越来越多的新型半导体存储器件应运而生。其中非易失性的磁性随机存储器（magnetic radom access memory，简称mram）具有功耗低、读写速度高等特点。自旋轨道矩磁存储器（spin orbit torque-magneticrandom access memory，简称sot-mram）具因其更高的耐久性，得到广泛应用。

2、sot-mram包括用于存储数据的磁隧道结（magnetic tunnel junction，简称mtj）和用于提供自旋轨道矩（spin orbit torque，简称sot）对数据进行写入的重金属层。其中，mtj的核心结构包括自由层、隧穿层和固定层，自由层的磁矩方向可以改变，参考层的磁矩不会发生变化。当自由层与参考层的磁矩方向平行时，mtj呈现低阻态；当自由层与参考层的磁矩方向反平行时，mtj呈现高阻态。这样，mtj的高低阻态就可以用来相应地存储数据“1”和“0”。重金属层在通入写入电流时会产生自旋轨道耦合效应，从而产生自旋转矩带动自由层产生定向翻转，写入电流并不会流经隧穿层，这也是sot-mram高耐久性的原因之一。

3、然而，半导体存储器件形成时，刻蚀形成磁隧道结的过程中往往存在残余物，为了保证重金属层的刻蚀损伤最低无法进行过刻蚀，使得残余物难以去除。残余物会影响到整体器件矫顽力（hc），并会使重金属层的分流，降低转化效率降低，影响半导体存储器件的效率。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本技术实施例提供一种半导体存储器件及其形成方法，用于提高转换效率，从而提高半导体存储器件的效率。

2、根据一些实施例，本技术提供一种半导体存储器件的形成方法，其包括：

3、在底电极层上形成多个磁隧道结，所述磁隧道结的侧壁具有残余物，所述残余物接触所述底电极层；

4、形成残余物覆盖层，包括第一残余物覆盖层和第二残余物覆盖层，所述第一残余物覆盖层覆盖所述残余物，所述第二残余物覆盖层覆盖相邻所述残余物之间的所述底电极层；所述第一残余物覆盖层的上表面不高于所述第二残余物覆盖层的上表面；

5、刻蚀去除所述残余物和所述第一残余物覆盖层，暴露与所述磁隧道结的侧壁接触的所述底电极层。

6、在一些可能的实施例中，所述残余物覆盖层经非垂直沉积形成。

7、在一些可能的实施例中，刻蚀去除所述残余物和所述第一残余物覆盖层之后，还包括：

8、重复形成第三残余物覆盖层，所述第三残余物覆盖层至少覆盖剩余所述残余物、剩余所述第一残余物覆盖层、剩余所述第二残余物覆盖层；

9、刻蚀去除剩余所述残余物和剩余所述第一残余物覆盖层至少一次，以完全去除所述残余物。

10、在一些可能的实施例中，刻蚀去除所述残余物和所述第一残余物覆盖层时，所述刻蚀的刻蚀角度大于或者等于60°，且小于或者等于120°。

11、在一些可能的实施例中，所述磁隧道结的侧壁具有再沉积物；

12、去除所述残余物和所述第一残余物覆盖层，暴露与所述磁隧道结的侧壁接触的所述底电极层之后，还包括：

13、形成再沉积物覆盖层，包括第一再沉积物覆盖层和第二再沉积物覆盖层，所述第一再沉积物覆盖层覆盖所述再沉积物，所述第二再沉积物覆盖层覆盖相邻所述磁隧道结之间的剩余所述残余物覆盖层和所述底电极层；所述第一再沉积物覆盖层的厚度小于所述第二再沉积物覆盖层的厚度；

14、刻蚀去除所述第一再沉积物覆盖层和所述再沉积物，暴露所述磁隧道结的侧壁。

15、在一些可能的实施例中，利用沉积形成所述再沉积物覆盖层，所述沉积的沉积角度大于70°，且小于110°。

16、在一些可能的实施例中，刻蚀去除所述第一再沉积物覆盖层和所述再沉积物，所述刻蚀为非垂直刻蚀。

17、在一些可能的实施例中，所述磁隧道结包括依次堆叠设置的自由层、隧穿层和参考层；

18、所述第二再沉积物覆盖层的厚度大于所述自由层的厚度，且小于所述自由层和所述隧穿层的总厚度。

19、本技术实施例提供的半导体存储器件的形成方法至少具有如下优点：

20、本技术实施例提供的半导体存储器件的形成方法中，在底电极层上形成多个磁隧道结，磁隧道结的侧壁具有残余物，并形成残余物覆盖层。残余物覆盖层包括覆盖残余物的第一残余物覆盖层，以及覆盖相邻残余物之间的底电极层的第二残余物覆盖层，第一残余物覆盖层的上表面不高于第二残余物覆盖层的上表面，使得磁隧道结之间的残余物覆盖层形成平坦或者中间凸出的形貌。刻蚀去除残余物和第一残余物覆盖层，暴露与磁隧道结的侧壁接触的底电极层，使得残余物和第一残余物覆盖层可以同步去除，从而保证残余物完全去除，提高器件矫顽力，降低对底电极层的分流，提高转换效率。

21、根据一些实施例，本技术还提供一种半导体存储器件的形成方法，其包括：

22、在底电极层上形成多个磁隧道结，所述磁隧道结的侧壁具有残余物和再沉积物，所述残余物接触所述底电极层；

23、形成再沉积物覆盖层，包括第一再沉积物覆盖层和第二再沉积物覆盖层，所述第一再沉积物覆盖层覆盖所述再沉积物，所述第二再沉积物覆盖层覆盖相邻所述磁隧道结之间的所述残余物和所述底电极层；所述第一再沉积物覆盖层的厚度小于所述第二再沉积物覆盖层的厚度；

24、刻蚀去除所述第一再沉积物覆盖层和所述再沉积物，暴露所述磁隧道结的侧壁；

25、形成残余物覆盖层，包括第一残余物覆盖层和第二残余物覆盖层，所述第一残余物覆盖层覆盖所述残余物上的所述第二再沉积物覆盖层，所述第二残余物覆盖层覆盖相邻所述残余物之间的所述第二再沉积物覆盖层；所述第一残余物覆盖层的上表面不高于所述第二残余物覆盖层的上表面；

26、刻蚀去除所述残余物、所述第一残余物覆盖层和部分所述第二再沉积物覆盖层，暴露与所述磁隧道结的侧壁接触的所述底电极层。

27、本技术实施例提供的半导体存储器件的形成方法至少具有如下优点：

28、本技术实施例提供的半导体存储器件的形成方法中，在底电极层上形成多个磁隧道结，磁隧道结的侧壁具有残余物和再沉积物，并形成再沉积物覆盖层。再沉积物覆盖层包括覆盖再沉积物的第一再沉积物覆盖层，以及覆盖残余物和底电极层的第二再沉积物覆盖层，第一再沉积物覆盖层的厚度小于第二再沉积物覆盖层的厚度，使得磁隧道结的侧壁的第二再沉积物覆盖层较薄。刻蚀去除第一再沉积物覆盖层和再沉积物，磁隧道结的侧壁打开，从而保证再沉积物的完全去除，避免器件短路，提高器件效率。再形成残余物覆盖层，残余物覆盖层包括覆盖残余物上的第二再沉积物覆盖层的第一残余物覆盖层，以及覆盖相邻残余物之间的第二再沉积物覆盖层，第一残余物覆盖层的上表面不高于第二残余物覆盖层的上表面，使得磁隧道结之间的残余物覆盖层形成平坦或者中间凸出的形貌。刻蚀去除残余物和第一残余物覆盖层，将残余物和第一残余物覆盖层同步去除，从而保证残余物完全去除，提高器件矫顽力，降低对底电极层的分流，提高转换效率。

29、根据一些实施例，本技术还提供一种半导体存储器件，包括底电极层和位于所述底电极层上的多个磁隧道结；

30、所述磁隧道结的侧壁具有残余物，所述残余物接触所述底电极层；

31、所述残余物通过刻蚀的方式去除，包括：

32、形成残余物覆盖层，包括第一残余物覆盖层和第二残余物覆盖层，所述第一残余物覆盖层覆盖所述残余物，所述第二残余物覆盖层覆盖相邻所述残余物之间的所述底电极层；所述第一残余物覆盖层的上表面不高于所述第二残余物覆盖层的上表面；

33、刻蚀去除所述残余物和所述第一残余物覆盖层。

34、本技术实施例提供的半导体存储器件至少具有如下优点：

35、本技术实施例提供的半导体存储器件中，残余物通过刻蚀的方式去除，使得残余物完全去除，提高器件矫顽力，降低对底电极的分流，提高转换效率。