[发明专利]半导体结构及其制作方法

说明书

本公开提供了一种半导体结构及其制作方法，涉及半导体技术领域，半导体结构包括：衬底，衬底包括间隔排列的有源区，有源区包括源极、漏极和沟道区；字线与沟道区连接，字线沿第一方向延伸；位线与漏极或源极连接，位线沿第二方向延伸，第一方向与第二方向相交；磁存储单元与源极或漏极连接。本公开的半导体结构及其制作方法，简化了形成磁存储单元的制程，提高了磁存储单元的排布密度。

技术领域

本公开涉及半导体技术领域，尤其涉及一种半导体结构及其制作方法。

背景技术

基于自旋转移矩(Spin Transfer Torque，STT)的磁存储器(MagnetoresistiveRandom Access Memory，MRAM)是一种利用电流改变磁性隧道结(Magnetic TunnelJunctions，MTJ)状态完成写入和读取操作的非易失性存储器。

目前的磁存储器包括磁畴壁和磁性隧道结，通过一个存取晶体管控制磁性隧道结的状态，通过两个存取晶体管控制磁畴壁的运动，对磁存储器的磁存储单元进行写入和读取操作，也即，每个磁存储器需要连接至少三个存取晶体管。但是，在组成存储器阵列时，其制造工艺十分繁琐，且存取晶体管限制了磁存储器的尺寸缩小，会影响存储器阵列的密度。

发明内容

以下是对本公开详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。

本公开提供了一种半导体结构及其制作方法。

根据本公开的第一个方面，提供了一种半导体结构，所述半导体结构包括：

衬底，所述衬底包括间隔排列的有源区，所述有源区包括源极、漏极和沟道区；

字线，所述字线与所述沟道区连接，沿第一方向延伸；

位线，所述位线与所述漏极或源极连接，所述位线沿第二方向延伸，所述第一方向与所述第二方向相交；

磁存储单元，所述磁存储单元与所述源极或漏极连接。

其中，所述字线设置在所述有源区内，相邻的两条所述字线位于同一所述有源区中并把所述有源区分为所述源极或所述漏极；

所述位线设置在所述衬底表面，与相邻的两条所述字线中间的所述漏极或源极连接。

其中，所述有源区为垂直设置在所述衬底上的柱状结构，所述柱状结构沿第一方向和第二方向排列；

所述字线包覆沿所述第一方向排列的多个所述沟道区的侧壁；

所述位线位于所述柱状结构底部，与沿所述第二方向排列的多个所述柱状结构连接。

其中，所述磁存储单元包括：

第一磁畴壁，所述第一磁畴壁和所述字线中的第一字线连接；

第二磁畴壁，所述第二磁畴壁和所述字线中的第二字线连接，所述第一字线和所述第二字线不同。

其中，所述第一字线和所述第二字线分别连接不同的所述有源区。

其中，所述第一磁畴壁连接至与所述第一字线连接的所述源极或漏极，所述第二磁畴壁连接至与所述第二字线连接的所述源极或漏极。

其中，所述磁存储单元还包括：

磁轨，所述磁轨位于所述第一磁畴壁和所述第二磁畴壁的顶部，并连接所述第一磁畴壁和所述第二磁畴壁；

磁性隧道结，所述磁性隧道结位于所述磁轨上方，所述磁性隧道结和所述磁轨通过磁感应连接，沿远离所述磁轨的方向，所述磁性隧道结包括依次设置的磁自由层、非磁间隔层和磁参考层；

选择器，所述选择器位于所述磁性隧道结上，所述选择器与所述磁参考层接触连接。