[发明专利]半导体结构及其形成方法

说明书

一种半导体结构及其形成方法，其中方法包括：提供基底，所述基底包括存储区域和逻辑区域，所述存储区域内具有第一导电层，所述逻辑区域内具有第二导电层，且所述基底暴露出第一导电层顶部表面和第二导电层顶部表面；在所述第一导电层表面形成第一电极层、位于第一电极层表面的磁隧道结以及位于所述磁隧道结表面的第二电极层；在所述基底上形成第一介质层，所述第一介质层覆盖第一电极层侧壁表面、磁隧道结侧壁表面、第二电极层侧壁表面和顶部表面；在所述第一介质层内形成第三导电层，所述第三导电层底部和第二电极层顶部表面相接触。所述方法能够节省工艺步骤，且提高制程的兼容性。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种半导体结构及其形成方法。

背景技术

MRAM(Magnetic Random Access Memory)是一种非挥发性的磁性随机存储器。它拥有静态随机存储器(SRAM)的高速读取写入能力，动态随机存储器(DRAM)的高集成度并且功耗远远的低于DRAM，相对于快闪存储器(Flash)，随着使用时间的增加性能不会发生退化。由于MRAM具有的上述特征，其被称为通用存储器(universal memory)，被认为能够取代SRAM，DRAM，EEPROM和Flash。

与传统的随机存储器芯片制作技术不同，MRAM中的数据不是以电荷或者电流的形式存储，而是一种磁性状态存储，并且通过测量电阻来感应，不会干扰磁性状态。MRAM采用磁隧道结(MTJ)结构来进行数据存储，一般来说，MRAM单元由一个晶体管(1T)和一个磁隧道结共同组成一个存储单元，所述的磁隧道结结构包括至少两个电磁层以及用于隔离所述的两个电磁层的绝缘层。电流垂直由一电磁层透过绝缘层流过或“穿过”另一电磁层。其中的一个电磁层是固定磁性层，透过强力固定场将电极固定在特定的方向。而另一电磁层为可自由转动磁性层，将电极保持在其中一方。

然而，现有技术形成的磁性随机存储器的工艺步骤复杂。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种半导体结构及其形成方法，以节省工艺步骤，且提高制程的兼容性。

为解决上述技术问题，本发明技术方案提供一种半导体结构，包括：提供基底，所述基底包括存储区域和逻辑区域，所述存储区域内具有第一导电层，所述逻辑区域内具有第二导电层，且所述基底暴露出所述第一导电层顶部表面和所述第二导电层顶部表面；在所述第一导电层表面形成第一电极层、位于第一电极层表面的磁隧道结以及位于所述磁隧道结表面的第二电极层；在所述基底上形成第一介质层，所述第一介质层覆盖第一电极层侧壁表面、磁隧道结侧壁表面、第二电极层侧壁表面和顶部表面；在所述第一介质层内形成第三导电层，所述第三导电层底部和第二电极层顶部表面相接触。

可选的，还包括：形成所述第一电极层之前，在所述逻辑区域表面形成刻蚀停止层。

可选的，所述刻蚀停止层的形成方法包括：在所述基底表面形成停止材料层；在所述逻辑区域上的停止材料层表面形成第一图形化层，且所述第一图形化层暴露出存储区域上的停止材料层表面；采用第一刻蚀工艺，以所述第一图形化层为掩膜，刻蚀所述停止材料层，直至暴露出基底表面，形成所述刻蚀停止层。

可选的，所述第一刻蚀工艺对停止材料层的刻蚀速率大于对基底的刻蚀速率，所述第一刻蚀工艺对停止材料层的刻蚀速率大于对第一导电层的刻蚀速率。

可选的，所述停止材料层的材料和基底的材料不同，且所述停止材料层的材料和第一导电层的材料不同；所述停止材料层的材料包括：氧化硅、氮化硅、氮碳化硅、氮硼化硅、氮碳氧化硅或氮氧化硅。

可选的，所述第一介质层的形成方法包括：在所述基底上形成覆盖第一电极层侧壁表面、磁隧道结侧壁表面、第二电极层侧壁表面和顶部表面、以及第二导电层表面的第一介质材料膜，且所述第一介质材料膜顶部表面高于第二电极层的顶部表面；平坦化所述第一介质材料膜，形成所述第一介质层。