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：提供基底，包括用于形成磁性随机存取存储器的存储区；在所述基底上形成第一介电层、以及贯穿所述存储区的第一介电层的底部插塞；在所述底部插塞的顶面形成互连凸块；在所述存储区中，在所述第一介电层上形成底部电极层，所述底部电极层还延伸覆盖所述互连凸块的各个表面；在所述存储区中，在所述互连凸块侧部的所述底部电极层上形成磁性隧道结叠层结构、以及位于所述磁性隧道结叠层结构顶部的顶部电极层；形成覆盖所述底部电极层和顶部电极层的第二介电层；在所述顶部电极层上方的所述第二介电层中形成顶部插塞，所述顶部插塞电连接所述顶部电极层。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，形成所述互连凸块的步骤包括：采用选择性沉积工艺，在所述底部插塞的顶面形成所述互连凸块。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，所述选择性沉积工艺包括选择性化学气相沉积工艺或选择性无电金属沉积工艺。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，所述选择性沉积工艺为选择性化学气相沉积工艺，所述选择性化学气相沉积工艺的参数包括：工艺温度为100℃至400℃，工艺压强为1torr至50torr，载气为氢气、氦气和氩气中的一种或多种，所采用的前驱物为有机金属化合物。5.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，形成所述互连凸块的步骤中，所述互连凸块的材料包括钴、钨、钌、铜和钴钨中的一种或多种。6.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，形成所述互连凸块的步骤中，所述互连凸块的厚度为5纳米至50纳米。7.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，形成所述互连凸块的步骤中，所述互连凸块的纵截面形状为梯形、方形或半圆形。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，形成所述互连凸块的步骤中，所述互连凸块的纵截面形状为梯形，所述互连凸块的侧面和所述基底表面的夹角小于或等于80度。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，所述提供基底的步骤中，所述基底上剩余的区域为非存储区；形成所述底部电极层的步骤中，所述底部电极层保形覆盖所述第一介电层和所述互连凸块；形成所述磁性隧道结叠层结构以及所述顶部电极层后，形成所述第二介电层之前，所述形成方法还包括：去除位于所述非存储区中的所述底部电极层。10.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，形成所述顶部插塞的步骤包括：形成贯穿所述顶部电极层上方的所述第二介电层的顶部导电孔；沿垂直于所述基底表面的方向，对所述顶部导电孔底部的所述顶部电极层进行轰击处理；在所述轰击处理后，在所述顶部导电孔中填充导电插塞材料，形成顶部插塞。
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，形成所述顶部导电孔后，进行所述轰击处理之前，所述形成方法还包括：形成保形覆盖所述顶部导电孔的底部和侧壁的粘附材料层；所述轰击处理的步骤还包括：去除所述顶部导电孔底部的所述粘附材料层，露出所述顶部电极层，所述顶部导电孔侧壁上的剩余粘附材料层作为所述粘附层。12.如权利要求10或11所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，采用中性等离子体进行所述轰击处理，所述中性等离子体包括ar等离子体、n等离子体和he等离子体中的一种或多种。13.如权利要求10或11所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，采用ar等离子体进行所述轰击处理，所述轰击处理的参数包括：反应气体包括氩气，氩气的气体流量为2sccm至100sccm，偏置电压的电源功率为100w至2000w，射频功率为100kw至5000w，工艺压强为0.1pa至10pa，轰击时间为1s至20s。14.一种半导体结构，其特征在于，包括：基底，包括用于形成磁性随机存取存储器的存储区；第一介电层，位于所述基底上；底部插塞，贯穿所述存储区的第一介电层；互连凸块，位于所述底部插塞的顶面；位于所述存储区中的底部电极层，所述底部电极层覆盖所述第一介电层，且延伸覆盖所述互连凸块的各个表面；位于所述存储区中的磁性隧道结叠层结构，所述磁性隧道结叠层结构位于所述互连凸块侧部的所述底部电极层上；顶部电极层，位于所述磁性隧道结叠层结构的顶部；第二介电层，覆盖所述底部电极层和顶部电极层；顶部插塞，贯穿所述顶部电极层上方的所述第二介电层，所述顶部插塞电连接所述顶部电极层。15.如权利要求14所述的半导体结构，其特征在于，所述互连凸块的材料包括钴、钨、钌、铜和钴钨中的一种或多种。16.如权利要求14所述的半导体结构，其特征在于，所述互连凸块的厚度为5纳米至50纳米。17.如权利要求14所述的半导体结构，其特征在于，所述互连凸块的纵截面形状为梯形、方形或半圆形。18.如权利要求14所述的半导体结构，其特征在于，所述互连凸块的纵截面形状为梯形，所述互连凸块的侧面和基底表面的夹角小于或等于80度。19.如权利要求14所述的半导体结构，其特征在于，所述顶部插塞的底部和所述顶部电极层的顶部相接触。

技术总结
一种半导体结构及其形成方法，形成方法包括：提供基底，包括用于形成磁性随机存取存储器的存储区；在基底上形成第一介电层、以及贯穿存储区的第一介电层的底部插塞；在底部插塞顶面形成互连凸块；在存储区中，在第一介电层上形成底部电极层，底部电极层还延伸覆盖互连凸块的各个表面；在存储区中，在互连凸块侧部的底部电极层上形成磁性隧道结叠层结构、以及位于磁性隧道结叠层结构顶部的顶部电极层；形成覆盖底部电极层和顶部电极层的第二介电层；在顶部电极层上方的第二介电层中形成顶部插塞，电连接顶部电极层。本发明底部电极层和互连凸块的接触面积更大，从而降低底部电极层和底部插塞之间的接触电阻，从而提高磁性随机存取存储器的性能。取存储器的性能。取存储器的性能。


技术研发人员：王能语
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：2020.09.24
技术公布日：2022/3/29