[发明专利]一种半导体器件及其制备方法

说明书

本发明涉及半导体领域，提供一种半导体器件及其制备方法，包括：磁性材料层，所述磁性材料层包括磁性隧道结或磁性自旋阀；第一电极，所述第一电极直接或间接设置于所述磁性材料层的第一表面；第二电极，所述第二电极直接或间接设置于与所述磁性材料层的第一表面相对的第二表面；第一应力层，所述第一应力层包覆至少由所述磁性材料层、所述第一电极、所述第二电极构成的整体结构的侧壁；所述第一应力层为绝缘应力层。本发明解决了半导体器件微缩时，难以保持较为稳定的应力的技术问题，提升了半导体器件关键参数的性能和稳定性。

技术领域

本发明涉及半导体领域，具体涉及一种半导体器件及其制备方法。

背景技术

磁性隧道结或磁性自旋阀的磁性多层膜结果已广泛应用于磁性传感器、磁性随机存储器等半导体器件中。巨磁电阻（GMR）/隧穿磁电阻（TMR）、垂直磁各向异性、电压控制的磁各向异性（VCMA）等关键参数是提升半导体器件的各项性能的关键，尤其是半导体器件的工作时间的延续和器件的微缩对写入电压、能耗等性能产生不可避免的影响。

发明内容

为解决现有技术中存在的磁性半导体器件关键性能难以提升的技术问题，本发明提供一种半导体器件及其制备方法。

本发明第一方面提供一种半导体器件，包括：

磁性隧道结或磁性自旋阀；

第一电极，所述第一电极直接或间接设置于所述磁性材料层的第一表面；

第二电极，所述第二电极直接或间接设置于与所述磁性材料层的第一表面相对的第二表面；

第一应力层，所述第一应力层包覆至少由所述磁性材料层、所述第一电极、所述第二电极构成的整体结构的侧壁；

所述第一应力层为绝缘应力层。

在一些实施例中，所述半导体器件包括第二应力层；

所述第二应力层位于所述磁性材料层、所述第一电极、所述第二电极构成的整体结构的上壁或下壁；

或，所述第二应力层位于所述磁性材料层的第一表面与所述第一电极之间，和/或，所述第二应力层位于所述磁性材料层与所述的第二表面与所述第二电极之间；

所述第二应力层为导电应力层。

在一些实施例中，所述第一应力层的厚度大于所述磁性材料层、所述第一电极、所述第二电极构成的整体结构的半径或半短轴的一半。

在一些实施例中，相邻两个至少由所述磁性材料层、所述第一电极、所述第二电极构成的整体结构的间隙由所述第一应力层填充；

或，相邻两个至少由所述磁性材料层、所述第一电极、所述第二电极构成的整体结构的间隙由所述第一应力层及绝缘隔离层共同填充。

在一些实施例中，根据所述半导体器件的引入应力确定所述第一应力层的厚度，和/或，根据所述半导体器件的引入应力确定所述整体结构的间隙由所述第一应力层填充或所述整体结构的间隙由所述第一应力层及绝缘隔离层共同填充；

所述引入应力根据所述半导体材料的垂直磁各项异性、阻尼因子、电压控制磁各项异性系数、隧道磁电阻/巨磁电阻中的一种或多种参数的组合确定。

在一些实施例中，所述第一应力层包括硅的氮化物；所述绝缘隔离层包括硅的氧化物。

在一些实施例中，所述第二应力层与所述第一电极为同一层，和/或，所述第二应力层与所述第二电极为同一层。

本发明第二发明提供一种半导体器件制备方法，制备上述的半导体器件，包括：

形成至少由所述磁性材料层、所述第一电极、所述第二电极构成的整体结构；

在所述整体结构的侧壁包覆形成第一应力层。

在一些实施例中，在所述整体结构的侧壁包覆形成第一应力层后，在包覆了第一应力层的多个所述整体结构的间隙填充绝缘隔离层。