半导体器件及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种半导体器件以及制造所述半导体器件的方法。所述半导体器件包括：衬底，包括单元区及外围区；磁性隧道结图案，位于所述单元区上；顶盖绝缘层，覆盖所述磁性隧道结图案的侧壁；以及上部绝缘层，包括位于所述顶盖绝缘层上的第一部分及位于所述外围区上的第二部分。所述第二部分的底表面的水平高度低于所述顶盖绝缘层的底表面的水平高度。

【技术实现步骤摘要】
半导体器件及其制造方法[相关申请的交叉参考]本申请主张在2017年6月5日提出申请的韩国专利申请第10-2017-0069777号的优先权，所述韩国专利申请的内容全文并入本申请供参考。
本专利技术概念涉及一种半导体器件，且更具体来说，涉及一种包括磁性存储器器件的半导体器件以及制作所述半导体器件的方法。
技术介绍
磁性存储器器件是利用磁性隧道结(magnetictunneljunction，MTJ)的存储器器件。磁性隧道结可包括两个磁性层以及夹置在所述两个磁性层之间的绝缘层，且磁性隧道结的电阻可根据所述两个磁性层的磁化方向变化。磁性隧道结在所述两个磁性层的磁化方向彼此反平行时可具有相对高的电阻，且在所述两个磁性层的磁化方向彼此平行时可具有相对低的电阻。磁性存储器器件可使用磁性隧道结的电阻差异来写入/读取数据。
技术实现思路
根据本专利技术概念的示例性实施例，一种半导体器件可包括：衬底，包括单元区及外围区；磁性隧道结图案(magnetictunneljunctionpattern)，位于所述单元区上；顶盖绝缘层，覆盖所述磁性隧道结图案的侧壁；以及上部绝缘层，包括位于所述顶盖绝缘层上的第一部分及位于所述外围区上的第二部分。所述第二部分的底表面的水平高度可低于所述顶盖绝缘层的底表面的水平高度。根据本专利技术概念的示例性实施例，一种半导体器件可包括：衬底，包括单元区及外围区；一对磁性隧道结图案，位于所述单元区上；一对导电掩模图案，分别位于所述一对磁性隧道结图案上；顶盖绝缘层，位于所述一对磁性隧道结图案之间；以及上部绝缘层，包括位于所述顶盖绝缘层上的第一部分。所述顶盖绝缘层的顶表面的水平高度可处于所述一对导电掩模图案中的每一者的顶表面与底表面之间。根据本专利技术概念的示例性实施例，一种制造半导体器件的方法可包括：提供包括单元区及外围区的衬底；在所述衬底上形成下部绝缘层，所述下部绝缘层包括位于所述单元区上的第一部分及位于所述外围区上的第二部分；在所述下部绝缘层的所述第一部分上形成磁性隧道结图案；形成覆盖所述磁性隧道结图案的顶盖绝缘层，所述顶盖绝缘层包括位于所述单元区上的第一部分及位于所述外围区上的第二部分；以及执行回蚀工艺，以移除所述顶盖绝缘层的第二部分，其中所述下部绝缘层的第二部分通过所述回蚀工艺被暴露出。附图说明图1示出根据本专利技术概念示例性实施例的半导体器件的平面图。图2示出根据本专利技术概念示例性实施例的半导体器件的剖视图。图3A及图3B示出根据本专利技术概念示例性实施例的半导体器件的剖视图。图4示出根据本专利技术概念示例性实施例的半导体器件的剖视图。图5A至图5J示出根据本专利技术概念示例性实施例的制造半导体器件的方法的剖视图。图6A及图6B示出根据本专利技术概念示例性实施例的磁性隧道结图案的概念图。具体实施方式在本文中将参照附图阐述本专利技术概念的示例性实施例。在本说明通篇中，相同的参考编号可表示相同的组件。图1示出根据本专利技术概念示例性实施例的半导体器件的平面图。图2示出根据本专利技术概念示例性实施例的半导体器件的剖视图。图2是沿图1所示线I-I'及线II-II'截取的剖视图。参照图1及图2，可提供衬底100。在实施例中，衬底100可包括单元区CR及外围区PR。单元区CR可对应于其中设置有磁性隧道结图案MTJP的区域，且外围区PR可对应于其中设置有逻辑电路的区域。根据实施例，磁性隧道结图案MTJP可不设置在外围区PR上。单元区CR与外围区PR可彼此相邻，且它们的平面排列可并不仅限于图中所示平面排列。衬底100可包括半导体衬底。举例来说，衬底100可包括硅衬底、锗衬底或硅锗衬底。衬底100上可设置有选择元件及/或逻辑电路。举例来说，选择元件可设置在单元区CR上，且逻辑电路可设置在外围区PR上。选择元件及逻辑电路可为晶体管或二极管。在衬底100上可设置有第一下部绝缘层110。举例来说，第一下部绝缘层110可设置在单元区CR及外围区PR上。第一下部绝缘层110可覆盖选择元件及逻辑电路。第一下部绝缘层110可包含绝缘材料。举例来说，第一下部绝缘层110可包含氧化硅、氮化硅及氮氧化硅中的一者或多者。在第一下部绝缘层110中可设置有下部线112。下部线112可电连接到选择元件及逻辑电路。下部线112可包含导电材料。举例来说，下部线112可包含以下中的一者或多者：经掺杂的半导体(例如，经掺杂的硅或经掺杂的锗)、金属(例如，钨或铜)、导电金属氮化物(例如，氮化钛、氮化钽或氮化钨)以及金属半导体化合物(例如，金属硅化物)。在第一下部绝缘层110上可设置有蚀刻停止层120。举例来说，蚀刻停止层120可设置在单元区CR及外围区PR上。蚀刻停止层120可覆盖第一下部绝缘层110及下部线112。蚀刻停止层120可包含相对于第二下部绝缘层130表现出蚀刻选择性的绝缘材料。举例来说，蚀刻停止层120可包含氮化硅碳。在蚀刻停止层120上可设置有第二下部绝缘层130。举例来说，第二下部绝缘层130可设置在单元区CR上但不设置在外围区PR上。第二下部绝缘层130可包含绝缘材料。举例来说，第二下部绝缘层130可包含氧化硅、氮化硅及氮氧化硅中的一者或多者。在第二下部绝缘层130中可设置有底部接触件132。举例来说，底部接触件132可设置在单元区CR上但不设置在外围区PR上。底部接触件132可穿透第二下部绝缘层130及蚀刻停止层120并电连接到下部线112。底部接触件132可包含导电材料。举例来说，底部接触件132可包含经掺杂的半导体、金属、导电金属氮化物及金属半导体化合物中的一者或多者。在第二下部绝缘层130上可设置有磁性隧道结图案MTJP。举例来说，磁性隧道结图案MTJP可设置在单元区CR上但不设置在外围区PR上。磁性隧道结图案MTJP可电连接到底部接触件132。磁性隧道结图案MTJP可在与衬底100的顶表面平行的方向上彼此间隔开。磁性隧道结图案MTJP中的每一者可包括依序堆叠的第一磁性图案MP1、隧道势垒图案TBP及第二磁性图案MP2。第一磁性图案MP1及第二磁性图案MP2中的一者可对应于具有单向固定磁化方向的参考磁性图案，且第一磁性图案MP1及第二磁性图案MP2中的另一者可对应于自由磁性图案，自由磁性图案具有可与参考磁性图案的磁化方向平行地或反平行地改变的磁化方向。磁性隧道结图案MTJP中的每一者与其对应的底部接触件132之间可设置有底部电极图案BEP。底部电极图案BEP可包含例如导电金属氮化物(例如，氮化钛及/或氮化钽)。在一些实施例中，可不设置有底部电极图案BEP。在磁性隧道结图案MTJP中的每一者上可设置有导电掩模图案CMP。导电掩模图案CMP可包含例如钨、钽、铝、铜、钛及/或其导电金属氮化物。导电掩模图案CMP可与位于导电掩模图案CMP下面的磁性隧道结图案MTJP的侧壁对齐。第二下部绝缘层130可具有包括凹形部分130a的顶表面，凹形部分130a在各磁性隧道结图案MTJP之间朝衬底100凹陷。在第二下部绝缘层130上可设置有顶盖绝缘层140。举例来说，顶盖绝缘层140可设置在单元区CR上但不设置在外围区PR上。顶盖绝缘层140可包含绝缘材料。举例来说，顶盖绝缘层140可包含氧化硅、氮化硅及氮氧化硅中的一者或多者。顶盖绝缘层140可覆盖磁性隧道结图案MTJP的侧壁。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体器件，其特征在于，包括：衬底，包括单元区及外围区；磁性隧道结图案，位于所述单元区上；顶盖绝缘层，覆盖所述磁性隧道结图案的侧壁；以及上部绝缘层，包括位于所述顶盖绝缘层上的第一部分及在所述外围区中位于所述衬底上的第二部分，其中所述第二部分的底表面被设置成低于所述顶盖绝缘层的底表面。

【技术特征摘要】
2017.06.05 KR 10-2017-00697771.一种半导体器件，其特征在于，包括：衬底，包括单元区及外围区；磁性隧道结图案，位于所述单元区上；顶盖绝缘层，覆盖所述磁性隧道结图案的侧壁；以及上部绝缘层，包括位于所述顶盖绝缘层上的第一部分及在所述外围区中位于所述衬底上的第二部分，其中所述第二部分的底表面被设置成低于所述顶盖绝缘层的底表面。2.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述上部绝缘层的所述第二部分具有比所述上部绝缘层的所述第一部分的厚度大的厚度。3.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述第一部分与所述第二部分连接到彼此。4.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述第一部分的顶表面与所述第二部分的顶表面实质上齐平。5.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述上部绝缘层的所述第二部分的厚度大于所述顶盖绝缘层的厚度与所述上部绝缘层的所述第一部分的厚度的总和。6.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述顶盖绝缘层的底表面被设置成低于所述磁性隧道结图案的底表面。7.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，还包括位于所述磁性隧道结图案上的导电掩模图案，其中所述顶盖绝缘层的顶表面位于所述导电掩模图案的顶表面与所述导电掩模图案的底表面之间。8.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，还包括位于所述磁性隧道结图案上的导电掩模图案，其中所述顶盖绝缘层的顶表面与所述导电掩模图案的顶表面齐平或被设置成高于所述导电掩模图案的顶表面。9.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，还包括位于所述顶盖绝缘层与所述衬底之间的下部绝缘层，其中所述下部绝缘层与所述第二部分在水平方向上至少局部地彼此交叠。10.根据权利要求9所述的半导体器件，其特征在于，所述第二部分的厚度大于所述下部绝缘层的厚度与所述顶盖绝缘层的厚度的总和。11.根据权利要求9所述的半导体器件，其特征在于，所述下部绝缘层的底表面与所述第二部分的底表面实质上齐平。12.根据权利要求9所述的半导体器件，其特征在于，所述下部绝缘层在所述第二部分与所述衬底之间延伸。13.根据权利要求12所述的半导体器件，其特征在于，所述下部绝缘层在所述第二部分与所述衬底之间的厚度小于所述下部绝缘层在所述顶盖绝缘层与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩胤声，高昇必，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR