半导体器件的制作方法

    专利查询2026-01-28  7


    本公开涉及半导体器件及其制造方法,更具体地,涉及包括磁隧道结的半导体器件及其制造方法。


    背景技术:

    1、随着电子设备的高速度和/或低功耗,对电子设备中包含的半导体器件的高速度和/或低工作电压的要求越来越高。为了满足这一要求,已经提出了磁存储器件作为半导体存储器件。由于磁存储器件可以表现出诸如高速运行和/或非易失性之类的特性,因此其作为下一代半导体器件备受关注。

    2、通常,磁存储器件可以包括磁隧道结(magnetic tunnel junction,mtj)图案。mtj图案可以包括两种磁性物质以及介于两者之间的绝缘层。mtj图案的电阻可以根据两种磁性物质的磁化方向而变化。例如,当两种磁性物质的磁化方向彼此反向平行时,mtj图案可以具有低电阻。可以利用电阻差来写入/读取数据。

    3、随着电子工业的高度发展,对具有嵌入结构的半导体器件进行了各种研究,在这种半导体器件中,磁隧道结图案设置在金属布线之间。


    技术实现思路

    1、本公开的一些实施方式提供了一种能够最小化制造过程中的缺陷的半导体器件及其制造方法。

    2、本公开的一些实施方式提供了一种易于制造的半导体器件及其制造方法。

    3、根据本公开的一些实施方式的半导体器件可以包括:衬底,包括单元区域和外围区域;布线结构,设置在单元区域和外围区域上;下绝缘层,设置在单元区域上的布线结构上,并且在外围区域上的布线结构上方延伸;数据存储图案,设置在单元区域上的下绝缘层上;单元绝缘层,设置在单元区域上的下绝缘层上,并且覆盖数据存储图案,单元绝缘层包括单元延伸部,单元延伸部沿第一方向延伸到外围区域上的下绝缘层上,第一方向与衬底的上表面平行,单元延伸部沿第二方向彼此间隔开,第二方向与衬底的上表面平行并且与第一方向相交;以及外围绝缘层,设置在外围区域上的下绝缘层上,并且包括与单元绝缘层的材料不同的材料,并且外围绝缘层可以在单元延伸部之间延伸,并且与单元绝缘层的侧表面接触。

    4、根据本公开的一些实施方式的半导体器件可以包括:衬底,包括单元区域和外围区域;布线结构,设置在单元区域和外围区域上,包括参考导线,参考导线在单元区域上沿第一方向延伸,第一方向与衬底的上表面平行,参考导线沿第一方向延伸到外围区域上;下绝缘层,设置在单元区域上的布线结构上,并且延伸到外围区域上的布线结构上;数据存储图案,设置在单元区域上的下绝缘层上;单元绝缘层,设置在单元区域上的下绝缘层上并且覆盖数据存储图案,单元绝缘层包括单元延伸部,单元延伸部沿第一方向突出到外围区域上的下绝缘层上,单元延伸部沿垂直于衬底的上表面的方向与外围区域上的参考导线竖直重叠;以及外围绝缘层,设置在外围区域上的下绝缘层上,并且包括与单元绝缘层的材料不同的材料,并且外围绝缘层可以与单元延伸部的侧表面接触。



    技术特征:

    1.一种半导体器件,包括:

    2.根据权利要求1所述的半导体器件,其中,所述外围绝缘层包括介电常数比所述单元绝缘层的介电常数低的绝缘材料。

    3.根据权利要求1所述的半导体器件,

    4.根据权利要求3所述的半导体器件,其中,所述多个单元延伸部分别沿第三方向与所述多个参考导线竖直重叠,所述第三方向与所述衬底的上表面垂直。

    5.根据权利要求3所述的半导体器件,还包括多个下电极接触部,所述多个下电极接触部穿透所述单元区域上的所述下绝缘层,并且分别与所述多个数据存储图案连接,

    6.根据权利要求5所述的半导体器件,其中,所述多个参考导线和所述多个下导线位于距所述衬底相同的高度处。

    7.根据权利要求5所述的半导体器件,

    8.根据权利要求1所述的半导体器件,

    9.根据权利要求8所述的半导体器件,还包括封盖绝缘层,所述封盖绝缘层设置在所述多个数据存储图案的每个侧表面与所述单元绝缘层之间,并且在所述下绝缘层的所述凹陷上表面与所述单元绝缘层之间延伸,并且

    10.根据权利要求1所述的半导体器件,还包括上绝缘层,所述上绝缘层设置在所述单元绝缘层上并且在所述多个单元延伸部上方延伸,并且

    11.根据权利要求10所述的半导体器件,其中,所述外围绝缘层包括介电常数比所述单元绝缘层和所述上绝缘层的介电常数低的绝缘材料。

    12.一种半导体器件,包括:

    13.根据权利要求12所述的半导体器件,其中,所述外围绝缘层包括介电常数比所述单元绝缘层的介电常数低的绝缘材料。

    14.根据权利要求12所述的半导体器件,

    15.根据权利要求14所述的半导体器件,其中,所述参考导线通过所述下绝缘层与所述多个数据存储图案电分离。

    16.根据权利要求12所述的半导体器件,其中,所述多个数据存储图案中的每个数据存储图案包括顺序堆叠在所述下绝缘层上的下电极、磁隧道结图案和上电极。

    17.根据权利要求16所述的半导体器件,还包括多个下电极接触部,所述多个下电极接触部穿透所述单元区域上的所述下绝缘层,并且分别与所述数据存储图案连接,

    18.根据权利要求12所述的半导体器件,还包括上绝缘层,所述上绝缘层设置在所述单元绝缘层上并且在所述单元延伸部上方延伸,

    19.根据权利要求18所述的半导体器件,其中,所述外围绝缘层包括介电常数比所述单元绝缘层和所述上绝缘层的介电常数低的绝缘材料。

    20.根据权利要求12所述的半导体器件,还包括封盖绝缘层,所述封盖绝缘层设置在所述多个数据存储图案的每个侧表面与所述单元绝缘层之间,并且在所述单元区域上的所述下绝缘层的上表面与所述单元绝缘层之间延伸,


    技术总结
    一种半导体器件,包括:衬底,包括单元区域和外围区域;布线结构,在单元区域和外围区域上;下绝缘层,在单元区域和外围区域上的布线结构上;数据存储图案,在单元区域上的下绝缘层上;单元绝缘层,在单元区域上的下绝缘层上,并且覆盖数据存储图案,单元绝缘层包括单元延伸部,单元延伸部沿第一方向在外围区域上的下绝缘层上方延伸,单元延伸部沿第二方向彼此间隔开;以及外围绝缘层,在外围区域上的下绝缘层上,并且包括与单元绝缘层的材料不同的材料。外围绝缘层在单元延伸部之间延伸,并且与单元绝缘层的侧表面接触。

    技术研发人员:李吉镐
    受保护的技术使用者:三星电子株式会社
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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