半导体结构及其形成方法与流程

技术特征：
1.一种半导体结构，其特征在于，包括：基底；位于所述基底上的磁隧道结，所述磁隧道结包括相邻的第一区和第二区，所述磁隧道结包括沿所述基底法线方向重叠的多层材料层，且至少一层第一区内的材料层和第二区内的材料层不同。2.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述材料层不同为物理性质或者化学性质不同。3.如权利要求2所述的半导体结构，其特征在于，所述多层材料层中包括：第一电磁层、位于第一电磁层表面的绝缘层、以及位于绝缘层表面的第二电磁层。4.如权利要求3所述的半导体结构，其特征在于，所述第一区的第一电磁层的厚度和所述第二区的第一电磁层的厚度不同。5.如权利要求3所述的半导体结构，其特征在于，所述第一区的第一电磁层的粗糙度和所述第二区的第一电磁层的粗糙度不同。6.如权利要求3所述的半导体结构，其特征在于，所述第一区的第一电磁层的材料包括：钴铁硼，所述第二区的第一电磁层的材料包括：掺杂了第一改性离子的钴铁硼，所述第一改性离子包括：钛离子或者钽离子。7.如权利要求3所述的半导体结构，其特征在于，所述第一区的绝缘层的厚度和所述第二区的绝缘层的厚度不同。8.如权利要求3所述的半导体结构，其特征在于，所述第一区的绝缘层的粗糙度和所述第二区的绝缘层的粗糙度不同。9.如权利要求3所述的半导体结构，其特征在于，所述第一区的绝缘层的材料包括：氧化镁，所述第二区的绝缘层的材料包括：掺杂了第二改性离子的氧化镁，所述第二改性离子包括：氮离子或者镁离子。10.如权利要求3所述的半导体结构，其特征在于，所述第一区的第二电磁层的厚度和所述第二区的第二电磁层的厚度不同。11.如权利要求3所述的半导体结构，其特征在于，所述第一区的第二电磁层的粗糙度和所述第二区的第二电磁层的粗糙度不同。12.如权利要求3所述的半导体结构，其特征在于，所述第一区的第二电磁层的材料包括：钴铁硼，所述第二区的第二电磁层的材料包括：掺杂了第三离子的钴铁硼，所述第三改性离子包括钛离子或者钽离子。13.如权利要求2所述的半导体结构，其特征在于，所述多层材料层中还包括：位于第一电磁层底部的种子层。14.如权利要求13所述的半导体结构，其特征在于，所述第一区的种子层的厚度和所述第二区的种子层的厚度不同。15.如权利要求13所述的半导体结构，其特征在于，所述第一区的种子层的粗糙度和所述第二区的种子层的粗糙度不同。16.如权利要求13所述的半导体结构，其特征在于，所述第一区的种子层的材料包括：钴铁硼，所述第二区的种子层的材料包括：掺杂了第四改性离子的钴铁硼，所述第四改性离子包括：钛离子或者钽离子。
17.如权利要求2所述的半导体结构，其特征在于，所述多层材料层中还包括：位于第二电磁层上的优化层。18.如权利要求17所述的半导体结构，其特征在于，所述第一区的优化层的厚度和所述第二区的优化层的厚度不同。19.如权利要求17所述的半导体结构，其特征在于，所述第一区的优化层的粗糙度和所述第二区的优化层的粗糙度不同。20.如权利要求17所述的半导体结构，其特征在于，所述第一区的优化层的材料包括：钴铁硼，所述第二区的优化层的材料包括：掺杂了第五改性离子的钴铁硼，所述第五改性离子包括：氮离子或者镁离子。21.如权利要求2所述的半导体结构，其特征在于，所述多层材料层还包括：位于第一电磁层底部的下电极层、位于第二电磁层上的上电极层。22.如权利要求21所述的半导体结构，其特征在于，所述第一区的下电极层的厚度和所述第二区的下电极层的厚度不同。23.如权利要求21所述的半导体结构，其特征在于，所述第一区的下电极层的粗糙度和所述第二区的下电极层的粗糙度不同。24.如权利要求21所述的半导体结构，其特征在于，所述第一区的下电极层的材料包括：金属，所述第二区的下电极层的材料包括：掺杂了第六改性离子的金属，所述第六改性离子包括：钛离子或者钽离子。25.如权利要求21所述的半导体结构，其特征在于，所述第一区的上电极层的厚度和所述第二区的上电极层的厚度不同。26.如权利要求21所述的半导体结构，其特征在于，所述第一区的上电极层的粗糙度和所述第二区的上电极层的粗糙度不同。27.如权利要求21所述的半导体结构，其特征在于，所述第一区的上电极层的材料包括：金属，所述第二区的上电极层的材料包括：掺杂了第七改性离子的金属，所述第七改性离子包括：钛离子或者钽离子。28.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述磁隧道结还包括：与第一区和第二区相邻的第三区，至少一层第三区内的材料层与所述第一区内和第二区内的材料层不同。29.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：提供基底；在所述基底上形成磁隧道结，所述磁隧道结包括相邻的第一区和第二区，所述磁隧道结包括沿所述基底法线方向重叠的多层材料层，且至少一层第一区的材料层和第二区的材料层不同。30.如权利要求29所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述多层材料层中包括：第一电磁层、位于第一电磁层表面的绝缘层、以及位于绝缘层表面的第二电磁层。31.如权利要求30所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述基底包括若干初始第一区，相邻初始第一区之间具有初始第二区，且所述初始第二区和初始第一区相邻；所述多层材料层的形成方法包括：在所述初始第一区和初始第二区上形成第一电磁材料膜；在所述第二电磁材料膜上形成绝缘材料膜；在所述绝缘材料膜上形成第二电磁材料膜；采用
图形化工艺，刻蚀所述第一电磁材料膜、绝缘材料膜和第二电磁材料膜，直至暴露出基底表面位置，在基底上形成所述磁隧道结，且所述磁隧道结的第一区位于部分所述初始第一区上，所述磁隧道结的第二区位于所述部分初始第二区上，所述磁隧道结包括：第一电磁层、位于第一电磁层上的绝缘层以及位于绝缘层上的第二电磁层。32.如权利要求31所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述图形化工艺的方法包括：在所述第二电磁材料膜上形成第一图形化层，所述第一图形化层暴露出部分第二电磁材料膜；以所述第一图形化层为掩膜，刻蚀所述第一电磁材料膜、绝缘材料膜和第二电磁材料膜，直至暴露出基底表面。33.如权利要求31所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述多层材料层的形成方法还包括：对所述第一电磁材料膜、绝缘材料膜和第二电磁材料膜中至少一者进行改性处理。34.如权利要求33所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述改性处理的方法包括：在所述第一电磁材料膜表面形成第二图形化层；所述第二图形化层暴露出初始第一区上或初始第二区上的第一电磁材料膜表面；以所述第二图形化层为掩膜，对所述第一电磁材料膜进行改性处理。35.如权利要求33所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述改性处理的方法包括：在所述绝缘材料膜表面形成第三图形化层；所述第三图形化层暴露出初始第一区上或初始第二区上的绝缘材料膜表面；以所述第三图形化层为掩膜，对所述绝缘材料膜进行改性处理。36.如权利要求33所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述改性处理的方法包括：在所述第二电磁材料膜表面形成第四图形化层；所述第四图形化层暴露出初始第一区上或初始第二区上的第二电磁材料膜表面；以所述第四图形化层为掩膜，对所述第二电磁材料膜进行改性处理。37.如权利要求33所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述改性处理包括：物理改性和化学改性中的一种或者两种组合。38.如权利要求37所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述物理改性的方法包括：等离子体刻蚀工艺。39.如权利要求37所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述物理改性的方法包括：化学刻蚀工艺。40.如权利要求37所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述化学改性的方法包括：等离子掺杂处理，掺杂的离子包括：钛离子、镁离子、氮离子或者镁离子。41.如权利要求37所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述化学改性的方法包括：化学溶液处理。42.如权利要求29所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述多层材料层的形成方法还包括：形成所述第一电磁材料膜之前，在所述基底上形成种子材料膜；所述图形化工艺还刻蚀所述种子材料膜，在第一区和第二区形成种子层。43.如权利要求43所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，还包括：形成所述种子材料膜之后，所述图形化工艺之前，对所述种子材料膜进行改性处理，使初始第一区上和初始第二区上的种子材料膜不同。
44.如权利要求29所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述多层材料层的形成方法还包括：形成所述第二电磁材料膜之后，在所述第二电磁材料膜表面形成优化材料膜；所述图形化工艺刻蚀所述优化材料膜，在第一区和第二区形成优化层。45.如权利要求44所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，还包括：形成所述优化材料膜之后，所述图形化层工艺之前，对所述优化材料膜进行改性处理，使初始第一区上和初始第二区上的优化材料膜不同。46.如权利要求29所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述多层材料层的形成方法还包括：形成所述第一电磁材料膜之前，在所述基底上形成下电极材料膜；形成所述第二电磁材料膜之后，在所述第二电磁材料膜上形成上电极材料膜；所述图形化工艺还刻蚀所述下电极材料膜和上电极材料膜，在第一区和第二区形成下电极层和上电极层，所述下电极层位于所述第一电磁层底部，所述上电极层位于所述第二电磁层上。47.如权利要求46所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，还包括：对所述下电极材料膜进行改性处理，使初始第一区上和初始第二区上的下电极材料膜的材料不同。48.如权利要求46所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，还包括：对所述上电极材料膜进行改性处理，使初始第一区上和初始第二区上的上电极材料膜的材料不同。49.如权利要求29所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述磁隧道结还包括：与第一区和第二区相邻的第三区，至少一层第三区上的材料层与所述第一区和第二区的材料层不同。

技术总结
一种半导体结构及其形成方法，其中结构包括：基底；位于所述基底上的磁隧道结，所述磁隧道结包括相邻的第一区和第二区，所述磁隧道结包括沿所述基底法线方向重叠的多层材料层，且至少一层第一区内的材料层和第二区内的材料层不同。所述半导体结构的存储容量密度较高。所述半导体结构的存储容量密度较高。所述半导体结构的存储容量密度较高。


技术研发人员：夏文斌
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：2020.08.05
技术公布日：2022/2/18