半导体结构及其形成方法与流程

技术特征：
1.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：提供固定磁层；在所述固定磁层上形成隧穿势垒层；在所述隧穿势垒层上形成自由磁层；在所述自由磁层上形成第一盖帽层，所述第一盖帽层的材料包括二维材料。2.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，形成所述自由磁层的步骤包括：在所述隧穿势垒层上形成第一自由分层；在所述第一自由分层上形成间隔层；在所述间隔层上形成第二自由分层。3.如权利要求2所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，采用原子层沉积工艺、化学气相沉积工艺或者电化学电镀工艺形成所述间隔层。4.如权利要求2所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，形成所述间隔层采用的反应物包括醇类前驱体。5.如权利要求2所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述间隔层的材料包括所述二维材料。6.如权利要求1或5所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述二维材料包括：石墨烯、二硫化钼和硅烯中的一种或多种。7.如权利要求2所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，形成所述间隔层的步骤中，所述间隔层的厚度为0.2纳米至1纳米。8.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，形成所述第一盖帽层的步骤中，所述第一盖帽层的厚度为2纳米至3纳米。9.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，采用原子层沉积工艺、化学气相沉积工艺或者电化学电镀工艺形成所述第一盖帽层。10.如权利要求1或2所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述半导体结构的形成方法还包括：形成所述自由磁层后，形成所述第一盖帽层前，在所述自由磁层上形成第二盖帽层。11.如权利要求10所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第二盖帽层的材料包括mgo、alo、aln和alon中的一种或多种。12.如权利要求10所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述半导体结构的形成方法包括：形成所述第二盖帽层后，在所述自由磁层上形成第一盖帽层前，在所述自由磁层上形成界面层。13.如权利要求12所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述界面层的厚度为1纳米至3纳米。14.如权利要求12所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述界面层的材料包括feco、coni、cofeb、feb、fept、fepd，以及fe、co、ni的合金。15.如权利要求12所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，采用原子层沉积工艺、化学气相沉积工艺或者电化学电镀工艺形成所述界面层。16.一种半导体结构，其特征在于，包括：固定磁层；隧穿势垒层，位于所述固定磁层上；
自由磁层，位于所述隧穿势垒层上；第一盖帽层，位于所述自由磁层上，所述第一盖帽层的材料包括二维材料。17.如权利要求16所述的半导体结构，其特征在于，自由磁层包括第一自由分层、位于所述第一自由分层上的间隔层以及位于所述间隔层上的第二自由分层。18.如权利要求17所述的半导体结构，其特征在于，所述间隔层的材料包括所述二维材料。19.如权利要求16所述的半导体结构，其特征在于，所述半导体结构还包括：第二盖帽层，位于所述自由磁层和所述第一盖帽层之间。20.如权利要求19所述的半导体结构，其特征在于，所述第二盖帽层的材料包括mgo、alo、aln和alon中的一种或多种。21.如权利要求19所述的半导体结构，其特征在于，所述半导体结构还包括：界面层，位于所述第一盖帽层和所述第二盖帽层之间。22.如权利要求21所述的半导体结构，其特征在于，所述界面层的材料包括feco、coni、cofeb、feb、fept、fepd，以及fe、co、ni的合金。

技术总结
一种半导体结构及其形成方法，形成方法包括：提供固定磁层；在所述固定磁层上形成隧穿势垒层；在所述隧穿势垒层上形成自由磁层；在所述自由磁层上形成第一盖帽层，所述第一盖帽层的材料包括二维材料。本发明实施例中，在所述自由磁层上形成第一盖帽层，第一盖帽层能够提供额外的垂直各向异性，所述第一盖帽层的材料包括二维材料，二维材料具有较低的电阻率，能够降低半导体结构工作时写入的功耗，有利于实现半导体结构的微型化，且二维材料具有较长的自选扩散长度，有利于提高半导体结构的写入效率，有利于提高半导体结构的电学性能。有利于提高半导体结构的电学性能。有利于提高半导体结构的电学性能。


技术研发人员：杨成成
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：2020.09.07
技术公布日：2022/3/7