CN114709168A - 半导体结构及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本公开提供一种半导体结构及其制备方法。本公开提供的半导体结构的制备方法包括如下步骤：提供衬底；于所述衬底上形成基底图案，所述基底图案包括多个平行排布的位线，在所述位线之间设置有隔离结构；在所述位线表面形成多个沿位线方向排布的半导体柱，所述位线与所述半导体柱电连接；于所述半导体柱表面形成环绕式栅极结构，所述环绕式栅极结构包括于所述半导体柱侧面依次设置的第一绝缘层、栅结构层及第二绝缘层，所述栅结构层与所述半导体柱电连接；于所述环绕式栅极结构表面形成依次堆叠的第一导线、磁隧道结以及第二导线，所述第一导线与所述半导体柱电连接。极大的改善了半导体结构的性能，满足小型化的要求。
Description
技术领域
本公开涉及半导体领域，尤其涉及一种半导体结构及其制备方法。
背景技术
对具有高性能的廉价半导体结构的需求推动集成密度，反过来，增加的集成密度对半导体制造工艺提出了更高的要求。
二维(2D)或平面型半导体结构的集成密度部分地由构成组成集成电路的各个元件(例如，存储器单元)占据的面积确定。各个元件占据的面积很大程度上由用于定义各个元件及其互连的图案化技术的尺寸参数(例如，宽度，长度，间距，窄度，相邻间隔等)确定。而提供越来越“精细”的图案需要开发和使用非常昂贵的图案形成设备。
随着半导体工业在追求更高的器件密度、更高的性能和更低的成本的过程中进入纳米技术工艺节点，来自制造和设计问题的挑战引起了诸如全环栅场效应晶体管(GAAFET)的三维设计的发展。
在全环栅场效应晶体管中，沟道区域的所有侧面都由栅电极包围，这允许沟道区域中更充分的耗尽，并且由于较陡的亚阈值电流摆幅(SS)和较小的漏致势垒降低(DIBL)而产生较少的短沟道效应。
随着晶体管尺寸不断缩小至10-15nm以下的技术节点，需要对具有全环栅场效应晶体管的半导体结构进行进一步的改进，以满足需求。
发明内容
本公开所要解决的技术问题是，提供一种半导体结构及其制备方法，以满足提高半导体结构性能和小型化的需求。
本公开提供一种半导体结构的制备方法，包括如下步骤：提供衬底；于所述衬底上形成基底图案，所述基底图案包括多个平行排布的位线，在所述位线之间设置有隔离结构；在所述位线表面形成多个沿位线方向排布的半导体柱，所述位线与所述半导体柱电连接；于所述半导体柱表面形成环绕式栅极结构，所述环绕式栅极结构包括于所述半导体柱侧面依次设置的第一绝缘层、栅结构层及第二绝缘层，所述栅结构层与所述半导体柱电连接；于所述环绕式栅极结构表面形成依次堆叠的第一导线、磁隧道结以及第二导线，所述第一导线与所述半导体柱电连接。
本公开还提供了一种半导体结构，其特征在于，包括：衬底；位线，设置在所述衬底表面，且多个位线平行排布；半导体柱，设置在所述位线表面且沿位线方向排布，所述半导体柱与所述位线电连接；环绕式栅极结构，所述环绕式栅极结构包括于所述半导体柱侧面依次设置的第一绝缘层、栅结构层及第二绝缘层；第一导线、磁隧道结以及第二导线，依次设置在所述环绕式栅极结构表面，所述第一导线与所述半导体柱电连接。
本公开通过提供一种半导体结构及其制备方法，其能够在衬底内形成埋入式位线，并形成垂直晶体管及位于所述垂直晶体管上的磁隧道结区，大大改善了现有的半导体结构的性能，满足小型化的需求。
本公开的另一优点在于，本公开半导体器件的制备方法能够制备垂直无结晶体管，其源极区、漏极区和沟道区的掺杂类型一致，不再形成PN结，因而避免了掺杂突变所产生的阈值电压漂移和漏电流增加等问题。同时，无结晶体管可以抑制短沟道效应，在几个纳米尺寸下仍然可以工作，可以进一步提高存储器的集成度和性能。
附图说明
图1为本公开一具体实施方式提供的半导体结构制备方法的步骤示意图。
图2A-2E为本公开一具体实施方式提供的半导体结构制备方法的工艺截面示意图。
图3A-3B为本公开一具体实施方式提供的形成基底图案的工艺截面示意图。
图4A-4B为本公开一具体实施方式提供的形成半导体柱的工艺截面示意图。
图5A-5E为本公开一具体实施方式提供的形成环绕式栅极结构的工艺截面示意图。
图6A-6B为本公开一具体实施方式提供的形成磁隧道结的过程中主要的工艺截面示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本公开提供的半导体结构及其制备方法的具体实施方式做详细说明。
图1为本公开一具体实施方式提供的半导体结构制备方法的步骤示意图。请参阅图1，所述半导体结构制备方法包括如下步骤：步骤S10，提供衬底20；步骤S11，于所述衬底20上形成基底图案21，所述基底图案21包括多个平行排布的位线211，在所述位线之间设置有隔离结构212；步骤S12，在所述位线表211面形成多个沿位线方向排布的半导体柱22，所述位线211与所述半导体柱22电连接；步骤S13，于所述半导体柱22表面形成环绕式栅极结构23，所述环绕式栅极结构23包括于所述半导体柱22侧面依次设置的第一绝缘层231、栅结构层232及第二绝缘层233，所述栅结构层232与所述半导体柱22电连接；步骤S14，于所述环绕式栅极结构23表面形成依次堆叠的第一导线24、磁隧道结25以及第二导线26，所述第一导线24与所述半导体柱22电连接。
图2A-2E为本公开一具体实施方式提供的半导体结构制备方法的工艺截面示意图。请参阅步骤S10及图2A，提供衬底20。所述衬底20包括第一衬底201和第二衬底202。所述衬底201的导电类型可为N型或者P型。在本实施例中，所述衬底201为P型单晶硅衬底，并设置有逻辑电路；所述第二衬底202采用注入式激光二极管(ILD)。
请参阅步骤S11及图2B，于所述衬底20上形成基底图案21，所述基底图案21包括多个平行排布的位线211，在所述位线之间设置有隔离结构212。
本实施例列举了一种形成所述基底图案的方法，图3A-图3B为本公开一具体实施方式提供的形成基底图案的工艺截面示意图。
请参阅图3A，在衬底20表面形成隔离层210。所述隔离隔离层可采用绝缘材料，例如氧化物、氮化物等，在本实施例中，所述隔离层采用二氧化硅。
请参阅图3B，图案化所述隔离层210，形成隔离结构212，所述隔离结构212包括多个平行排布的条形凹槽213。在该步骤中，可采用光刻与刻蚀工艺结合的方式图案化所述隔离层210。所述隔离结构212与位线形成电隔离。
请参阅图2B，在所述条形凹槽213内形成位线211；在本公开的一种具体实施方式中，在所述位线211表面形成第一金属硅化物层214(未示出)。所采用的金属硅化物可包括能够形成硅化物的任何金属，包括但不限于钴、镍、钼、钛、钨、钽、铂、以及这些材料的组合，金属硅化物包括但不限于硅化钴、硅化钽、硅化镍、硅化钛、硅化钨等。另外，金属硅化物还可以包括例如掺杂有氮的硅化物的组合，例如氮硅化钴、氮硅化钨或氮硅化钨/硅化钨的组合。所述第一金属硅化物层214能够降低金属与硅之间的接触电阻，提升位线211与半导体柱22之间的导电能力。
在一些实施例中，所述位线221侧壁形成有空气间隙，在所述条形凹槽内形成位线包括：在所述条形凹槽侧壁形成牺牲层；采用金属材料填充所述条形凹槽；去除所述牺牲层，形成空气间隙。空气间隙能够减少位线221之间的寄生电容，提升位线与隔离结构的电隔离效果，有利于提高半导体器件的效率，降低能耗。
请继续参阅步骤S12及图2C，在所述位线211表面形成多个沿位线方向排布的半导体柱22，所述位线211与所述半导体柱22电连接。在图2C中，为了清楚显示半导体器件的结构，仅示意性地绘示两个半导体柱22的截面。
本实施例提供一种形成所述半导体柱22的方法。图4A-图4B为本公开一具体实施方式提供的形成半导体柱的工艺截面示意图。
请参阅附图4A，在所述位线211表面形成氧化物半导体层220。
请参阅附图4B，在所述氧化物半导体层220表面形成保护层224。该步骤为可选步骤，在后续工艺中起到保护半导体柱22的顶端不被刻蚀的作用。
请参阅附图2C，图案化所述氧化物半导体层220和保护层224，以形成多个沿位线方向排布的半导体柱22，所述半导体柱22的顶面设置有所述图案化的保护结构225。可选地，在本实施例中，所述保护层224也被图案化。
在本公开一具体实施方式中，所述半导体柱22包括位于底部的第一源漏区221、中部的沟道区222、以及顶部的第二源漏区223；所述第一源漏区221和第二源漏区223采用第一型掺杂剂掺杂形成，所述沟道区222采用第二型掺杂剂掺杂形成；所述第一源漏区221和第二源漏区223分别与所述栅结构层232的下表面和上表面平行或部分重叠。所述半导体柱22与环绕式栅极结构23共同构成垂直晶体管。
其中，所述第一源漏区221、沟道区222、以及第二源漏区223仅是为了区分所述半导体柱22的不同区域在半导体结构中的功能，而并非是实质结构区别，即所述垂直晶体管为垂直无结晶体管。第一源漏区221、沟道区222、以及第二源漏区223的掺杂类型一致，且第一源漏区221和第二源漏区223的掺杂浓度大于沟道区222。对于半导体器件而言，随着集成度的增大，其尺寸进一步缩小，使得源极、漏极和沟道区域的面积缩小，在形成传统的PN结晶体管时，对源极和漏极掺杂的控制难度增加，在源极、漏极和沟道区域之间形成PN结变得越来越困难。而本公开半导体结构的制备方法能够制备垂直无结晶体管，其源极区、漏极区和沟道区的掺杂类型一致，不再形成PN结，因而避免了掺杂突变所产生的阈值电压漂移和漏电流增加等问题。同时，无结晶体管可以抑制短沟道效应，在几个纳米尺寸下仍然可以工作，可进一步提高4F2MRAM存储器的集成度和性能。
进一步，在该步骤中形成的垂直无结晶体管为全环栅场效应垂直无结晶体管，其允许第二区212中更充分的耗尽，并且由于较陡的亚阈值电流摆幅(SS)和较小的漏致势垒降低(DIBL)而产生较少的短沟道效应。
请继续参阅步骤S13及图2D，于所述半导体柱22表面形成环绕式栅极结构23，所述环绕式栅极结构23包括于所述半导体柱22侧面依次设置的第一绝缘层231、栅结构层232及第二绝缘层233，所述栅结构层232与所述半导体柱22电连接。
本实施例还提供一种形成所述环绕式栅极结构23的方法。图5A-5E为本公开一具体实施方式提供的形成环绕式栅极结构的工艺截面示意图。
请参阅图5A，于所述位线211及所述隔离结构212表面形成第一绝缘层231，所述第一绝缘层231包围所述半导体柱22的底部。即所述第一绝缘层231包围所述半导体柱22的所述第一源漏区221。所述第一绝缘层231的材料包括但不限于氧化物层。
请参阅图5B，形成栅介质层234，所述栅介质层234覆盖所述半导体柱22裸露部分。即所述栅介质层234覆盖所述半导体柱22的沟道区222和第二源漏区223。
请参阅图5C，于所述第一绝缘层231表面及所述栅介质层234表面形成初级导电层236。所述初级导电层236的材料可为多晶硅(poly)、TiN，TaN，Al，W，Cu等。
请参阅图5D，图案化所述初级导电层236，形成多个沿位线垂直方向延伸的所述栅导电层235。于所述第一绝缘层231表面及所述栅介质层234侧面形成栅导电层235，所述栅介质层234与所述栅导电层235共同作为所述栅结构层232。即所述栅结构层232也沿位线垂直方向延伸。
请参阅附图5E，于所述栅导电层235表面形成第二绝缘层233，所述第二绝缘层233填充所述半导体柱22之间的空隙。所述第二绝缘层233包覆所述栅介质层234的露出部分。
请参阅图2D，于所述半导体柱22表面形成环绕式栅极结构23之后，包括如下步骤：对所述半导体柱进行金属离子注入，形成第二金属硅化物层226。所述第二金属硅化物层226能够降低金属与硅之间的接触电阻，提升半导体柱22与第一导线24之间的导电能力。第二金属硅化物层226包括但不限于硅化钴、硅化钽、硅化镍、硅化钛、硅化钨等。
在一实施例中，所述形成第二金属硅化物层包括如下步骤：去除所述半导体柱22的顶面的图案化的保护结构225，该步骤为可选步骤；在所述半导体柱22顶端沉积金属层；对所述金属层进行高温退火，所述金属层与所述半导体柱顶端形成第二金属硅化物层226。高温退火工艺中使金属与半导体柱中的硅层直接接触转化为金属硅化物。
请继续参阅步骤S14及图2E，于所述环绕式栅极结构23表面形成依次堆叠的第一导线24、磁隧道结25以及第二导线26，所述第一导线24与所述半导体柱22电连接。
图6A-6B为本公开一具体实施方式提供的形成磁隧道结的过程中主要的工艺截面示意图。
请参阅图6A，于所述环绕式栅极结构上形成第一导线层240，所述第一导线层240包括若干个彼此独立的所述第一导线24及设置在相邻所述第一导线24之间的第一间隔物246，所述第一导线24与所述半导体柱22电连接。
请参阅图6B，于所述第一导线层240上形成磁隧道结层250，所述磁隧道结层250包括若干个彼此独立的磁隧道结25，所述磁隧道结25与所述第一导线电24连接。
请参阅图2E，于所述磁隧道结层250上形成第二导线层260，所述第二导线层260包括若干个彼此独立的第二导线26及设置在相邻所述第二导线26之间的第二间隔物266，所述第二导线26与所述磁隧道结25电连接，且所述第二间隔物266填充所述磁隧道结25之间的间隙。
本实施例还列举了一种形成第一导线层240的方法。包括如下步骤：于所述环绕式栅极结构23上形成第一间隔层241；图案化所述第一间隔层241，形成若干个过孔，所述过孔暴露所述半导体柱22的顶部；于所述过孔内形成第一接触结构242；于所述第一间隔层241及所述第一接触结构242上形成第一导电层243；图案化所述第一导电层243，形成若干个第一子导线244，所述第一子导线244与所述第一接触结构242电连接，共同作为所述第一导线24；形成第二间隔层245，所述第二间隔层245填充所述第一子导线244之间的间隙，所述第一间隔层241与所述第二间隔层245共同作为所述第一间隔物246。
其中，进一步，在本实施例中，所述第一接触结构242与所述半导体柱22顶部第二源漏区223上的第二金属硅化物层226电连接。所述第一接触结构242的宽度小于所述第一子导线244的宽度。所述第一接触结构242作为连接垫将所述第一子导线244与所述半导体柱22顶部第二源漏区223电连接。
本实施例还列举了一种形成磁隧道结层250的方法，进一步包括：于所述第一导线层240上形成初级固定层251；于所述初级固定层251上形成初级非磁性绝缘层252；于所述初级非磁性绝缘层252形成初级自由层253；图案化所述初级自由层253、初级非磁性绝缘层252及初级固定层251，形成若干个彼此独立的所述磁隧道结25，所述磁隧道结25包括依次设置的固定层254、非磁性绝缘层255及自由层256，其中，所述自由层256的磁矩方向可变，所述固定层254的磁矩方向固定。基于隧道磁电阻效应，固定层254和自由层256之间的电阻值随着自由层256中的磁化极性切换而变化，从而实现磁隧道结单元的读写操作。
本实施例还列举了一种形成第二导线层260的方法，进一步包括：形成第三间隔层261，所述第三间隔层261填充磁隧道结25之间，且覆盖所述磁隧道结层250；形成贯穿所述第三间隔层261的过孔，所述过孔暴露出所述磁隧道结25；于所述过孔内形成第二接触结构262；于所述第三间隔层261及所述第二接触结构262上形成第二导电层263；图案化所述第二导电层263，形成若干个第二子导线264，所述第二接触结构262与所述第二子导线264电连接，共同作为所述第二导线26；形成第四间隔层265，所述第四间隔层265填充所述第二子导线264之间的间隙，所述第三间隔层261与所述第四间隔层264共同作为所述第二间隔物266。
其中，进一步，在本实施例中，所述第二接触结构262与所述磁隧道结25的自由层256电连接。所述第一接触结构242的宽度小于所述第二子导线264的宽度。所述第二接触结构262作为连接垫将所述第二子导线264与所述磁隧道结25的自由层256电连接。
上述方法能够形成由垂直无结晶体管与磁隧道结单元构成的半导体器件，避免了掺杂突变所产生的阈值电压漂移和漏电流增加等问题，同时，无结晶体管可以抑制短沟道效应，在几个纳米尺寸下仍然可以工作，可以进一步提高存储器的集成度和性能。
本公开还提供一种半导体结构。请参阅图2E。所述半导体结构，包括：衬底20；位线211，设置在所述衬底20表面，且多个位线20平行排布；半导体柱22，设置在所述位线211表面且沿位线方向排布，所述半导体柱22与所述位线211电连接；环绕式栅极结构23，所述环绕式栅极结构23包括于所述半导体柱22侧面依次设置的第一绝缘层231、栅结构层232及第二绝缘层233；第一导线24、磁隧道结25以及第二导线26，依次设置在所述环绕式栅极结构23表面，所述第一导线24与所述半导体柱22电连接。
进一步，所述半导体柱22包括位于底部的第一源漏区221、中部的沟道区222、以及顶部的第二源漏区223；所述第一源漏区221和第二源漏区223采用第一型掺杂剂掺杂形成，所述沟道区222采用第二型掺杂剂掺杂形成；所述第一源漏区221和第二源漏区223分别与所述栅结构层232的下表面和上表面平行或部分重叠。
其中，所述第一源漏区221、沟道区222、以及第二源漏区223仅是为了区分所述半导体柱22的不同区域在半导体结构中的功能，而并非是实质结构区别，即所述垂直晶体管为垂直无结晶体管。本公开半导体结构采用垂直无结晶体管，其源极区、漏极区和沟道区的掺杂类型一致，不再形成PN结，因而避免了掺杂突变所产生的阈值电压漂移和漏电流增加等问题。同时，无结晶体管可以抑制短沟道效应，在几个纳米尺寸下仍然可以工作，可进一步提高4F2MRAM存储器的集成度和性能。
进一步，所述栅结构层232包括：栅介质层234，设置在所述半导体柱22的侧面；栅导电层235，设置在所述第一绝缘层231与第二绝缘层233之间，且覆盖所述栅介质层234侧面，并包围所述半导体柱22的侧面，所述栅导电层235沿位线211垂直方向延伸。
进一步，所述磁隧道结25包括依次设置的固定层254、非磁性绝缘层255及自由层256，其中，所述自由层256的磁矩方向可变，所述固定层254的磁矩方向固定。基于隧道磁电阻效应，固定层254和自由层256之间的电阻值随着自由层256中的磁化极性切换而变化，从而实现磁隧道结单元的读写操作。
在本公开的一种具体实施方式中，所述位线211表面包括第一金属硅化物层(未示出)。所述位线211侧壁形成有空气间隙(未示出)。所述半导体柱22的顶端具有第二金属硅化物层226。金属硅化物层能够降低金属与硅之间的接触电阻。即所述第一金属硅化物层214，能够提升位线211与半导体柱22之间的导电能力；所述第二金属硅化物层226能够提升半导体柱22与第一导线24之间的导电能力。
本公开实施例提供的半导体结构，其由垂直无结晶体管与磁隧道结单元构成，避免了掺杂突变所产生的阈值电压漂移和漏电流增加等问题，同时，无结晶体管可以抑制短沟道效应，在几个纳米尺寸下仍然可以工作，可以进一步提高存储器的集成度和性能。
本说明书中的各个具体实施方式均采用相关的方式描述，各个具体实施方式之间相同相似的部分互相参见即可，每个具体实施方式重点说明的都是与其他具体实施方式的不同之处。尤其，对于半导体结构具体实施方式而言，由于其基本相似于半导体结构的制备方法具体实施方式，所以描述的比较简单，相关之处参见半导体结构的制备方法具体实施方式的部分说明即可。
以上所述仅是本公开的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本公开原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本公开的保护范围。
Claims (20)
1.一种半导体结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供衬底；
于所述衬底上形成基底图案，所述基底图案包括多个平行排布的位线，在所述位线之间设置有隔离结构；
在所述位线表面形成多个沿位线方向排布的半导体柱，所述位线与所述半导体柱电连接；
于所述半导体柱表面形成环绕式栅极结构，所述环绕式栅极结构包括于所述半导体柱侧面依次设置的第一绝缘层、栅结构层及第二绝缘层，所述栅结构层与所述半导体柱电连接；
于所述环绕式栅极结构表面形成依次堆叠的第一导线、磁隧道结以及第二导线，所述第一导线与所述半导体柱电连接。
2.根据权利要求1所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，所述半导体柱包括位于底部的第一源漏区、中部的沟道区、以及顶部的第二源漏区；所述第一源漏区和第二源漏区采用第一型掺杂剂掺杂形成，所述沟道区采用第二型掺杂剂掺杂形成；
所述第一源漏区和第二源漏区分别与所述栅结构层的下表面和上表面平行或部分重叠。
3.根据权利要求1所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，在所述位线表面形成多个沿位线方向排布的半导体柱，包括：
在所述位线表面形成氧化物半导体层；
在所述氧化物半导体层表面形成保护层；
图案化所述氧化物半导体层和保护层，以形成多个沿位线方向排布的半导体柱，所述半导体柱的顶面设置有所述图案化的保护结构。
4.根据权利要求1所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，于所述衬底上形成基底图案包括：
在衬底表面形成隔离层；
图案化所述隔离层，形成隔离结构，所述隔离结构包括多个平行排布的条形凹槽；
在所述条形凹槽内形成位线；
在所述位线表面形成第一金属硅化物层。
5.根据权利要求4所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，所述位线侧壁形成有空气间隙，在所述条形凹槽内形成位线包括：
在所述条形凹槽侧壁形成牺牲层；
采用金属材料填充所述条形凹槽；
去除所述牺牲层，形成空气间隙。
6.根据权利要求1所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，于所述半导体柱表面形成环绕式栅极结构包括：
于所述位线及所述隔离结构表面形成第一绝缘层，所述第一绝缘层包围所述半导体柱的底部；
形成栅介质层，所述栅介质层覆盖所述半导体柱裸露部分；
于所述第一绝缘层表面及所述栅介质层侧面形成栅导电层，所述栅介质层与所述栅导电层共同作为所述栅结构层；
于所述栅导电层表面形成第二绝缘层，所述第二绝缘层填充所述半导体柱之间的空隙。
7.根据权利要求6所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，于所述第一绝缘层表面及所述栅介质层侧面形成栅导电层包括：
于所述第一绝缘层表面及所述栅介质层表面形成初级导电层；
图案化所述初级导电层，形成多个沿位线垂直方向延伸的所述栅导电层。
8.根据权利要求6所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，于所述半导体柱表面形成环绕式栅极结构之后，包括如下步骤：
对所述半导体柱进行金属离子注入，形成第二金属硅化物层。
9.根据权利要求8所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，所述形成第二金属硅化物层包括如下步骤：
去除所述半导体柱的顶面的图案化的保护结构；
在所述半导体柱顶端沉积金属层；
对所述金属层进行高温退火，所述金属层与所述半导体柱顶端形成第二金属硅化物层。
10.根据权利要求1所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，于所述环绕式栅极结构表面形成磁隧道结包括：
于所述环绕式栅极结构上形成第一导线层，所述第一导线层包括若干个彼此独立的所述第一导线及设置在相邻所述第一导线之间的第一间隔物，所述第一导线与所述半导体柱电连接；
于所述第一导线层上形成磁隧道结层，所述磁隧道结层包括若干个彼此独立的磁隧道结，所述磁隧道结与所述第一导线电连接；
于所述磁隧道结层上形成第二导线层，所述第二导线层包括若干个彼此独立的第二导线及设置在相邻所述第二导线之间的第二间隔物，所述第二导线与所述磁隧道结电连接，且所述第二间隔物填充所述磁隧道结间的间隙。
11.根据权利要求10所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，于所述环绕式栅极结构上形成第一导线层包括如下步骤：
于所述环绕式栅极结构上形成第一间隔层；
图案化所述第一间隔层，形成若干个过孔，所述过孔暴露所述半导体柱的顶部；
于所述过孔内形成第一接触结构；
于所述第一间隔层及所述第一接触结构上形成第一导电层；
图案化所述第一导电层，形成若干个第一子导线，所述第一子导线与所述第一接触结构电连接，共同作为所述第一导线；
形成第二间隔层，所述第二间隔层填充所述第一子导线之间的间隙，所述第一间隔层与所述第二间隔层共同作为所述第一间隔物。
12.根据权利要求10所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，于所述第一导线层上形成磁隧道结层包括：
于所述第一导线层上形成初级固定层；
于所述初级固定层上形成初级非磁性绝缘层；
于所述初级非磁性绝缘层形成初级自由层；
图案化所述初级自由层、初级非磁性绝缘层及初级固定层，形成若干个彼此独立的所述磁隧道结，所述磁隧道结包括依次设置的固定层、非磁性绝缘层及自由层，其中，所述自由层的磁矩方向可变，所述固定层的磁矩方向固定。
13.根据权利要求10所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，于所述磁隧道结层上形成第二导线层包括：
形成第三间隔层，所述第三间隔层填充磁隧道结之间，且覆盖所述磁隧道结层；
形成贯穿所述第三间隔层的过孔，所述过孔暴露出所述磁隧道结；
于所述过孔内形成第二接触结构；
于所述第三间隔层及所述第二接触结构上形成第二导电层；
图案化所述第二导电层，形成若干个第二子导线，所述第二接触结构与所述第二子导线电连接，共同作为所述第二导线；
形成第四间隔层，所述第四间隔层填充所述第二子导线之间的间隙，所述第三间隔层与所述第四间隔层共同作为所述第二间隔物。
14.一种半导体结构，其特征在于，包括：
衬底；
位线，设置在所述衬底表面，且多个位线平行排布；
半导体柱，设置在所述位线表面且沿位线方向排布，所述半导体柱与所述位线电连接；
环绕式栅极结构，所述环绕式栅极结构包括于所述半导体柱侧面依次设置的第一绝缘层、栅结构层及第二绝缘层；
第一导线、磁隧道结以及第二导线，依次设置在所述环绕式栅极结构表面，所述第一导线与所述半导体柱电连接。
15.根据权利要求14所述的半导体结构，其特征在于，所述半导体柱包括位于底部的第一源漏区、中部的沟道区、以及顶部的第二源漏区；
所述第一源漏区和第二源漏区采用第一型掺杂剂掺杂形成，所述沟道区采用第二型掺杂剂掺杂形成；
所述第一源漏区和第二源漏区分别与所述栅结构层的下表面和上表面平行或部分重叠。
16.根据权利要求14所述的半导体结构，其特征在于，所述栅结构层包括：
栅介质层，设置在所述半导体柱的侧面；
栅导电层，设置在所述第一绝缘层与第二绝缘层之间，且覆盖所述栅介质层侧面，并包围所述半导体柱的侧面，所述栅导电层沿位线垂直方向延伸。
17.根据权利要求14所述的半导体结构，其特征在于，所述位线表面包括第一金属硅化物层。
18.根据权利要求14所述的半导体结构，其特征在于，所述位线侧壁形成有空气间隙。
19.根据权利要求14所述的半导体结构，其特征在于，所述半导体柱的顶端具有第二金属硅化物层。
20.根据权利要求14所述的半导体结构，其特征在于，所述磁隧道结包括依次设置的固定层、非磁性绝缘层及自由层，其中，所述自由层的磁矩方向可变，所述固定层的磁矩方向固定。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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