JP2007123512A - 磁気記憶装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】メモリセルの占有面積の削減が図られる磁気記憶装置を提供する。
【解決手段】磁気抵抗効果素子15(J)は、ライト線9aとビット線Bとが交差する領域において、ライト線9aとビット線Bとに上下方向から挟み込まれるように位置する。磁気抵抗効果素子14は、固着層12、トンネル絶縁層13および記録層14の積層構造とされる。磁気抵抗効果素子15の固着層12側が、接続部材11,7aを介して素子選択用トランジスタ3a(T)のドレインに電気的に接続され、その接続部材11,7aにライト線9a(WT)が電気的に接続されている。磁気抵抗効果素子15の記録層14側は、接続部材18aを介して読み取りビット線20a(RB)に電気的に接続されている。その読み取りビット線20aの上方に間隔を隔てて書き込みビット線24aが位置する。
【選択図】図3
【解決手段】磁気抵抗効果素子15(J)は、ライト線9aとビット線Bとが交差する領域において、ライト線9aとビット線Bとに上下方向から挟み込まれるように位置する。磁気抵抗効果素子14は、固着層12、トンネル絶縁層13および記録層14の積層構造とされる。磁気抵抗効果素子15の固着層12側が、接続部材11,7aを介して素子選択用トランジスタ3a(T)のドレインに電気的に接続され、その接続部材11,7aにライト線9a(WT)が電気的に接続されている。磁気抵抗効果素子15の記録層14側は、接続部材18aを介して読み取りビット線20a(RB)に電気的に接続されている。その読み取りビット線20aの上方に間隔を隔てて書き込みビット線24aが位置する。
【選択図】図3
Description
本発明は磁気記憶装置に関し、特に、トンネル磁気抵抗効果を有する磁気抵抗効果素子を用いた磁気記憶装置に関するものである。
磁気抵抗(MR:Magneto Resistance)効果は、磁性体に磁界を加えることにより電気抵抗が変化する現象であり、磁界センサや磁気ヘッドなどに利用されている。近年、たとえば非特許文献1、2にあるように、非常に大きな磁気抵抗効果を示す巨大磁気抵抗(GMR:Giant Magneto Resistance)効果材料として、FeとCr、CととCuなどの人工格子膜などが提案されている。
また、強磁性層間の交換結合作用がなくなる程度に厚い非磁性金属層を持つ強磁性層、非磁性層、強磁性層および反強磁性層からなる積層構造を用いた磁気抵抗効果素子が提案されている。このような磁気抵抗効果素子では、強磁性層と反強磁性層とを交換結合させて、その強磁性層の磁気モーメントを固定し、他方の強磁性層のスピンのみを外部磁場で容易に反転できるようにしている。これが、いわゆるスピンバルブ膜として知られている素子である。
この素子では、2つの強磁性層間の交換結合が弱いために小さな磁場でスピンが反転できる。このため、スピンバルブ膜は上記の人工格子膜に比べて高感度の磁気抵抗素子を提供することができる。反強磁性体としては、FeMn、IrMn、PtMnなどが用いられている。このスピンバルブ膜には用いる際に膜面内方向に電流が流されることになるが、上記のような特徴を有していることで、スピンバルブ膜は高密度磁気記録用再生ヘッドに用いられている。
一方、たとえば非特許文献3にあるように、膜面に対して垂直方向に電流を流す垂直磁気抵抗効果を利用すると、さらに大きな磁気抵抗効果が得られることが、提案されている。また、たとえば非特許文献4にあるように、強磁性層、絶縁層および強磁性層からなる3層膜に対して、外部磁場を印加する方法が提案されている。この方法は、外部磁場によって上記3層膜の2つの強磁性層のスピンを互いに平行または反平行とし、膜面垂直方向のトンネル電流の大きさが異なることを利用する。すなわち、この方法は、強磁性トンネル接合によるトンネル磁気抵抗(TMR:Tunneling Magneto-Resistance)効果を利用するものである。
また、近年では、たとえば非特許文献5および非特許文献6にあるように、GMR高かを利用したGMR素子およびTMR効果を利用したTMR素子(磁気抵抗効果素子)を不揮発性磁気記憶半導体装置(MRAM:Magnetic Random Access Memory)に利用する技術が提案されて、保磁力の異なる2つの強磁性層で非磁性金属層を挟んだ擬スピンバルブ素子や強磁性トンネル効果素子が検討されている。
このような擬スピンバルブ素子や強磁性トンネル効果素子をMRAMへ利用する際には、これらの素子をマトリックス状に配置し、別途形成された所定の配線に電流を流すことによって発生する磁界を素子に印加することになる。そして、情報の書き込みは、各素子を構成する2つの磁性層における磁化の方向を互いに平行または反平行に制御することにより行われ、その磁化の向きが「1」または「0」に対応する情報として記録されることになる。一方、情報の読出しは、GMR効果やTMR効果を利用して行なわれることになる。
MRAMにおいては、GMR効果を用いるよりも、TMR効果を利用した方が消費電力が少ないことから、主としてTMR素子を用いることが検討されている。TMR素子を利用したMRAMでは、室温におけるMR変化率が20%以上と大きく、かつトンネル接合における抵抗が大きい。このため、より大きな出力電圧が得られること、また、読出し時にスピン反転をする必要がなく、それだけ小さい電流で読出しが可能である。このような特徴をTMR素子は有していることから、TMR素子は、高速書込みと読出しとが可能な低消費電力型の不揮発性半導体記憶装置への利用が期待されている。
特開2000-353791号公報
D.H. Mosca et al.,"Oscillatory interlayer coupling and giant magnetoresistance in Co/Cu multilayers", Journal of Magnetism and Magnetic Materials 94 (1991) pp.L1-L5
S.S.P.Parkin et al.,"Oscillatory Magnetic Exchange Coupling through Thin Copper Layers", Physical Review Letters, vol.66, No.16, 22 April 1991, pp.2152-2155
W.P.Pratt et al.,"Perpendicular Giant Magnetoresistances of Ag/Co Multilayers", Physical Review Letters, vol.66, No.23, 10 June 1991, pp.3060-3063
T. Miyazaki et al.,"Giant magnetic tunneling effect in Fe/Al2O3/Fe junction", Journal of Magnetism and Magnetic Materials 139 (1995), pp.L231-L234
S.Tehrani et al.,"High density submicron magnetoresistive random access memory (invited)", Journal of Applied Physics, vol.85, No.8, 15 April 1999, pp.5822-5827
M.Durlam et al.,"A 0.18μm 4Mb Toggling MRAM", 2003 IEDM Tech. Dig., pp.995-997
しかしながら、従来のMRAMでは次のような問題点があった。非特許文献5によれば、MRAMのメモリセルには、TMR素子とトランジスタ素子の他に、ソース線、ライト線、ビット線、そして、TMR素子とトランジスタ素子とを電気的に接続する接続部材が必要とされる。情報の書き込みでは、所定のライト線とビット線の双方に電流を流すことによって、特定のTMR素子の磁化が行われる。一方、情報の読み取りでは、磁化に伴うTMR素子の抵抗に基づいて、所定のビット線を経て特定のTMR素子を流れる電流が検知される。
このようにビット線は情報の読み出しにおいてTMR素子と電気的に接続される必要があるところ、情報の書き込みにおいては、ビット線とライト線との双方に電流を流す必要があるために、ビット線に加えてライト線もTMR素子に電気的に接続される構造とすると、電流を流すタイミングのずれによってTMR素子が絶縁破壊を起こしてしまうという問題が生じる。これを回避するために、たとえば特許文献1にあるように、ライト線は、TMR素子および接続部材とは電気的に接続されない構造が採用されている。
ライト線と接続部材とを電気的に分離した構造とするために、メモリセルごとにライト線と接続部材との間に層間絶縁膜を充填する必要がある。そのため、メモリセルの全体ではメモリセルの数の分だけ層間絶縁膜膜を充填する領域が要求されて、1枚のウェハから得られる磁気記憶装置の数(チップ数)が制限されてしまうという問題があった。また、このことが磁気記憶装置の小型化を阻害する要因の一つになった。
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的はメモリセルの占有面積の削減が図られる磁気記憶装置を提供することである。
本発明に係る磁気記憶装置は、ライト線とビット線と磁気抵抗効果素子とトランジスタ素子と接続部材とを含むメモリセルを有している。ライト線は第1の方向に延在するように形成されている。ビット線はライト線と上下方向に間隔を隔てられ、第1の方向と交差する第2の方向に延在するように形成されている。磁気抵抗効果素子はライト線とビット線とが交差する領域において、ライト線とビット線との間に挟み込まれるように形成されている。トランジスタ素子は磁気抵抗効果素子の動作を制御する。接続部材は磁気抵抗効果素子とトランジスタ素子とを電気的に接続する。ビット線は読み取りビット線および書き込みビット線を備えている。その読み取りビット線は磁気抵抗効果素子と電気的に接続されている。また、書き込みビット線は磁気抵抗効果素子と電気的に絶縁されている。そして、ライト線は接続部材と電気的に接続されている。
この磁気記憶装置によれば、書き込み動作の際にそれぞれ所定の電流が流される書き込みビット線およびライト線のうち、書き込みビット線を磁気抵抗効果素子に電気的に接続させないことによって、ライト線を磁気抵抗効果素子に電気的に接続することができる。これにより、従来、ライト線と接続部材とを電気的に絶縁するために必要とされた、ライト線と接続部材との間に層間絶縁膜を充填する領域をメモリセルの数の分だけ削減することができる。その結果、1枚のウェハから得られる磁気記憶装置のチップ数を増やすことができる。また、磁気記憶装置の小型化を図ることが可能になる。
(磁気記憶装置におけるメモリセルの回路と構造)
本発明の実施の形態に係る磁気記憶装置について、まず、磁気記憶装置のメモリセルの回路について説明する。図1に示すように、磁気記憶装置では、1つのメモリセルM(点線枠内)は、素子選択用トランジスタTと磁気抵抗効果素子(強磁性トンネル接合素子)Jとから構成されて、そのメモリセルMがマトリクス状に複数形成されている。
本発明の実施の形態に係る磁気記憶装置について、まず、磁気記憶装置のメモリセルの回路について説明する。図1に示すように、磁気記憶装置では、1つのメモリセルM(点線枠内)は、素子選択用トランジスタTと磁気抵抗効果素子(強磁性トンネル接合素子)Jとから構成されて、そのメモリセルMがマトリクス状に複数形成されている。
その磁気抵抗効果素子Jに対して、情報の書き込みと読み取りを行うためのライト線WTとビット線Bとが交差する。ビット線Bは、読み出しビット線RBと書き込みビット線WBの2本のビット線からなる。読み出しビット線RBは、一方向(たとえば行)に位置する磁気抵抗効果素子Jのそれぞれの一端の側に電気的に接続されている。書き込みビット線WBは磁気抵抗効果素子Jとは電気的に接続されずに、読み出しビット線RBと並走する。
一方、ライト線WTは、他方向(たとえば列)に位置する磁気抵抗効果素子Jのそれぞれの他端の側に電気的に接続されている。また、その磁気抵抗効果素子Jの他端の側は、素子選択用トランジスタTのドレイン側と接続されている。一方向に位置する素子選択用トランジスタTのそれぞれのソース側が、ソース線Sによって電気的に接続されている。また、他方向に位置する素子選択用トランジスタTのそれぞれのゲートが、ワード線WDによって互いに電気的に接続されている。
次に、磁気記憶装置の構造について説明する。図2に示すように、半導体基板1におけるメモリセル領域MRでは、素子分離絶縁膜2によって区切られた素子形成領域の表面(半導体基板の表面)に素子選択用トランジスタ3a(T)が形成されている。素子選択用トランジスタ3aは、半導体基板1の表面上にゲート絶縁膜5を介在させて形成されたゲート電極本体4を備えている。そのゲート電極4を挟んで一方の側に位置する半導体基板1の表面部分には所定導電型の不純物領域からなるドレイン領域1aが形成され、他方の側に位置する半導体基板1の表面部分には所定導電型の不純物領域からなるソース領域1bが形成されている。
素子選択用トランジスタ3aを覆うように層間絶縁膜6が形成されている。その層間絶縁膜6上にライト線9a(WT)が形成されている。そのライト線9aと素子選択用トランジスタ3aのドレイン領域1aとを電気的に接続する接続部材7aが、層間絶縁膜6を貫通するように形成されている。ライト線9aを覆うように、層間絶縁膜8,10が形成されている。その層間絶縁膜10上に磁気抵抗効果素子15(J)が形成されている。磁気抵抗効果素子15は、固着層12、トンネル絶縁層13および記録層14を備えて構成される。その磁気抵抗効果素子15とライト線9aとを電気的に接続する接続部材11が、層間絶縁膜10を貫通するように形成されている。
磁気抵抗効果素子15を覆うように層間絶縁膜17が形成されている。その層間絶縁膜17上に読み取りビット線20a(RB)が形成されている。読み取りビット線20aと磁気抵抗効果素子15とを電気的に接続する接続部材18aが、層間絶縁膜17を貫通するように形成されている。読み取りビット線20aを覆うように層間絶縁膜21が形成されている。その層間絶縁膜21上に書き込みビット線24a(WB)が形成されている。その書き込みビット線24aを覆うように層間絶縁膜25が形成されている。その層間絶縁膜25上に所定の配線層28aが形成されている。
一方、半導体基板1における周辺回路領域RRでは、論理回路を構成するトランジスタ3bが形成されている。そのトランジスタ3bの上には、所定の配線層9b,20b,24b,28bと、その各配線層9b,20b,24b,28bを電気的に接続する接続部材7b,18b,22,26が形成されている。
次に、メモリセルの構造についてさらに詳しく説明する。図3に示すように、情報としての磁化が行われる磁気抵抗効果素子15(J)は、ライト線9aとビット線Bとが交差する領域において、ライト線9aとビット線Bとに上下方向から挟み込まれるように位置する。磁気抵抗効果素子14は、固着層12、トンネル絶縁層13および記録層14の積層構造とされる。固着層12では、磁化の方向が固定されている。また、記録層14では、所定の配線(書き込みビット線24a)に流れる電流によって生じる磁界やスピン偏極した電子の注入によって磁化方向が変化する。
その磁気抵抗効果素子15の固着層12側が、接続部材11,7aを介して素子選択用トランジスタ3a(T)のドレインに電気的に接続されている。その接続部材11,7aにライト線9a(WT)が電気的に接続されている。一方、磁気抵抗効果素子15の記録層14側は、接続部材18aを介して読み取りビット線20a(RB)に電気的に接続されている。その読み取りビット線20aの上方に間隔を隔てて書き込みビット線24aが位置する。
(磁気記憶装置におけるメモリセルの動作)
次に、メモリセルの動作について説明する。書き込み動作は、書き込みビット線24aとライト線9aに所定の電流を流し、磁気抵抗効果素子15を磁化することによって行われる。まず、選択された書き込みビット線24aとライト線9aのそれぞれに所定の電流を流すことによって、書き込みビット線24aとライト線9aのまわりにはそれぞれ電流の流れの方向に対応した磁界が生じる。選択された書き込みビット線24aとライト線9aとが交差する領域に位置する磁気抵抗効果素子15には、書き込みビット線24aを流れる電流によって生じた磁界とライト線9aを流れる電流によって生じた磁界との合成磁界が作用することになる。
次に、メモリセルの動作について説明する。書き込み動作は、書き込みビット線24aとライト線9aに所定の電流を流し、磁気抵抗効果素子15を磁化することによって行われる。まず、選択された書き込みビット線24aとライト線9aのそれぞれに所定の電流を流すことによって、書き込みビット線24aとライト線9aのまわりにはそれぞれ電流の流れの方向に対応した磁界が生じる。選択された書き込みビット線24aとライト線9aとが交差する領域に位置する磁気抵抗効果素子15には、書き込みビット線24aを流れる電流によって生じた磁界とライト線9aを流れる電流によって生じた磁界との合成磁界が作用することになる。
このとき、その合成磁界によって、磁気抵抗効果素子15の記録層14が固着層12の磁化の方向と同じ向きに磁化される態様と、記録層14が固着層12の磁化の方向とは反対の向きに磁化される態様がある。こうして、記録層14と固着層12の磁化の向きが、同じ向き(平行)の場合と互いに反対向き(反平行)の場合とが実現されて、この磁化の向きが「0」または「1」に対応する情報として記録されることになる。
次に、読み出し動作は、特定のメモリセルの磁気抵抗効果素子15に所定の電流を流し、磁化の向きによる抵抗値の違いを検知することによって行われる。まず、特定のメモリセルの選択用トランジスタ3aがON状態とされて、所定のセンス信号が読み出しビット線20aから特定の磁気抵抗効果素子15を経て、接続部材11,7aおよび選択用トランジスタ3aを介してソース線Sに流れる。
このとき、磁気抵抗効果素子15における記録層14と固着層12の磁化の向きが同じ向き(平行)の場合では抵抗値が相対的に低く、記録層14と固着層12の磁化の向きが互いに反対向き(反平行)の場合では抵抗値が相対的に高くなる。
これにより、磁気抵抗効果素子15の磁化の向きが平行の場合では、ソース線Sに流れるセンス信号の強度は所定の参照メモリセルの信号強度より大きくなる。一方、磁気抵抗効果素子15の磁化の向きが反平行の場合では、センス信号の強度は所定の参照メモリセルの信号強度より小さくなる。こうして、センス信号の強度が所定の参照メモリセルの信号強度よりも大きいか小さいかによって、特定のメモリセルに書き込まれた情報が「0」であるか「1」であるかが判定されることになる。
本磁気記憶装置におけるメモリセルでは、上述したように、ビット線Bとして、磁気抵抗効果素子15に電気的に接続される読み取りビット線RBと、磁気抵抗効果素子15に電気的に接続されていない書き込みビット線WBを備えていることで、ライト線WTを磁気抵抗効果素子15と選択用トランジスタTとを電気的に接続する接続部材11,7aに接続させることができる。これにより、メモリセル領域の占有面積を削減することができる。
このことについて、比較例に係る磁気記憶装置の構造を交えて説明する。比較例に係る磁気記憶装置では、まず、図4に示すように、メモリセルにおける磁気抵抗効果素子PJに対して情報の書き込みと読み取りを行うためのライト線PWTとビット線PBとが交差する。ビット線PBは、一方向(たとえば行)に位置する磁気抵抗効果素子PJのそれぞれの一端の側に電気的に接続されている。
一方、ライト線PWTは、他方向(たとえば列)に位置する磁気抵抗効果素子PJのそれぞれの他端の側に電気的に接続されている。また、その磁気抵抗効果素子PJの他端の側は、素子選択用トランジスタPTのドレイン側と接続されている。一方向に位置する素子選択用トランジスタPTのそれぞれのソース側が、ソース線PSによって電気的に接続されている。また、他方向に位置する素子選択用トランジスタPTのそれぞれのゲートが、ワード線PWDによって互いに電気的に接続されている。
そのメモリセルの構造について詳しく説明する。図5に示すように、情報としての磁化が行われる磁気抵抗効果素子115(PJ)は、ライト線109aとビット線120(PB)とが交差する領域において、ライト線109a(PWT)とビット線120とに上下方向から挟み込まれるように位置する。磁気抵抗効果素子115の固着層112側が、接続部材107aを介して素子選択用トランジスタPTのドレインに電気的に接続されている。その接続部材107aにライト線109aが電気的に接続されている。一方、磁気抵抗効果素子115の記録層114側は、接続部材118aを介してビット線120に電気的に接続されている。
既に説明したように、磁気抵抗効果素子115(PJ)にビット線120(PB)とライト線109a(PWT)との双方が電気的に接続される構造では、書き込み動作において、ビット線120(PB)とライト線109a(PWT)と電流を流すタイミングのずれによって磁気抵抗効果素子115(PJ)が絶縁破壊を起こすおそれがある。
これを解消するために、比較例に係る磁気記憶装置のメモリセルでは、ライト線109a(PWT)は、磁気抵抗効果素子115(PJ)および接続部材107aとは電気的に接続されない構造が採用されている。すなわち、図5に示すように、ライト線109a(PWT)は接続部材107aとは間隔Lを隔てられて、層間絶縁膜(図示せず)を充填する領域が確保されている。
これに対して、上述した磁気記憶装置のメモリセルでは、書き込み動作の際にそれぞれ所定の電流が流される書き込みビット線WBおよびライト線WTのうち、書き込みビット線WBを磁気抵抗効果素子15に電気的に接続させないことによって、ライト線WTを磁気抵抗効果素子15(接続部材11,7a)に電気的に接続することができる。これにより、比較例において、ライト線と接続部材とを電気的に絶縁するために必要とされた、ライト線と接続部材との間に層間絶縁膜を充填する領域をメモリセルの数の分だけ削減することができる。その結果、1枚のウェハから得られる磁気記憶装置のチップ数を増やすことができる。また、磁気記憶装置の小型化を図ることが可能になる。
また、ライト線WTは読み出しビット線RBとともに磁気抵抗効果素子15に電気的に接続されているが、書き込み動作時では、読み出しビット線RBには電流は流されないので、絶縁破壊等の問題は生じない。
(磁気抵抗効果素子の配置態様と構造)
磁気記憶装置におけるメモリセル領域では、メモリセルはマトリクス状に複数配設されることになる。そのメモリセルにおける磁気抵抗効果素子の配置パターンには2つの態様が想定される。まず、配置態様の一つとして図6に示される並進配置がある。この並進配置では、ライト線9aが延在する方向に沿って位置するメモリセルのそれぞれでは、平面的に磁気抵抗効果素子(記録層14)15が位置する領域に対してビット線Bが延在する方向の一方の側に接続部材11が位置する。ライト線9aは、磁気抵抗効果素子15の固着層12およびトンネル絶縁層13が位置する領域の直下において接続部材11に向って延在する。
磁気記憶装置におけるメモリセル領域では、メモリセルはマトリクス状に複数配設されることになる。そのメモリセルにおける磁気抵抗効果素子の配置パターンには2つの態様が想定される。まず、配置態様の一つとして図6に示される並進配置がある。この並進配置では、ライト線9aが延在する方向に沿って位置するメモリセルのそれぞれでは、平面的に磁気抵抗効果素子(記録層14)15が位置する領域に対してビット線Bが延在する方向の一方の側に接続部材11が位置する。ライト線9aは、磁気抵抗効果素子15の固着層12およびトンネル絶縁層13が位置する領域の直下において接続部材11に向って延在する。
次に、配置態様の他の一つとして図7に示される交互配置がある。交互配置では、ライト線9aが延在する方向に沿って位置するメモリセルのそれぞれでは、平面的に磁気抵抗効果素子(記録層14)15が位置する領域に対してビット線Bが延在する方向の一方に側に接続部材11が位置する配置と、磁気抵抗効果素子(記録層14)15が位置する領域に対してビット線Bが延在する方向の他方の側に接続部材11が位置する配置とが交互に設定されている。ライト線9aは、磁気抵抗効果素子15の固着層12およびトンネル絶縁層13が位置する領域の直下において接続部材11に向って延在する。
上述したように、磁気記憶装置では、磁気抵抗効果素子15における磁化の向きが「0」または「1」に対応する情報となる。情報を保持するにはその磁化の方向を維持する必要がある。磁化の方向を維持するためには、平面形状が一方向に延在する異方性形状とすることが望ましく、これにより、磁化は異方性形状に起因した反磁界によって長手方向に強くとどまることになる。
次に、そのような異方性形状を有する磁気抵抗効果素子の配置パターンについて、並進配置の場合を例に挙げて説明する。まず、図8に示される配置パターンでは、磁気抵抗効果素子15の記録層14の延在する方向がライト線9aが延在する方向と同じ方向とされる。この場合には、記録層14の延在する方向と直交する方向にビット線Bが延在する。
次に、図9に示される配置パターンでは、記録層14の延在する方向はライト線9aが延在する方向と45°傾いた方向とされる。この場合に、ライト線9aと直交するビット線Bも記録層14の延在する方向と45°傾いた方向に延在することになる。また、この配置パターンでは、接続部材11は記録層14が延在する方向に位置する。このように、記録層14をライト線9aが延在する方向と45°傾けて延在させることで、ビット線B方向の距離をより縮めることができて、磁気記憶装置におけるメモリセル領域の占有面積の削減を図ることができる。
そして、図10に示される配置パターンでは、記録層14の延在する方向がライト線9aが延在する方向とビット線Bが延在する方向の双方に45°傾いた方向とされたうえで、接続部材11が記録層14に対してビット線Bが延在する方向の側に位置する。この配置パターンでは、記録層14をライト線9aが延在する方向と45°傾けて延在させるとともに、接続部材11を記録層14に対してビット線Bが延在する方向に延在させることで、ビット線B方向に加えてライト線9a方向の距離も縮めることができる。これにより、磁気記憶装置におけるメモリセル領域の占有面積の削減をさらに図ることができて、1枚のウェハから得られる磁気記憶装置の数(チップ数)を増やすことができ、また、磁気記憶装置の小型化を図ることが可能になる。
なお、ライト線9a,WTの端部の位置は、磁気抵抗効果素子15の位置に制約されるものではないが、ライト線9a,WTは磁気抵抗効果素子15に情報を記録するための磁界を発生することができればよい。発生した磁界を効率的に磁気抵抗効果素子15に印加するために、図11に示すように、ライト線9a,WTの端部を、平面レイアウト上、磁気抵抗効果素子15の記録層14の端部99aにまで延在させることが好ましい(紙面に向って右側のメモリセル参照)。また、隣接するメモリセルとのスペースが許されるのであればライト線WTの端部を磁気抵抗効果素子15の記録層14の端部99aから平面的にはみ出してもよいが(紙面に向って左側のメモリセル参照)、隣接する磁気抵抗効果素子15の領域に平面的に入らないことが必要とされる。
そのライト線9aによって生じる磁界を効率的に磁気抵抗効果素子15に印加するために、ライト線9aの三方を高透磁率の材料によって被覆した構造であってもよい。なお、書き込みビット線WBについては、図12に示すように、書き込み動作を確実に行うために、磁気抵抗効果素子15の直上に配置させることが望ましい。
また、書き込み動作や読み取り動作の省電力化を図るために、図13に示すように、磁気抵抗効果素子15と読み取りビット線20aとの間に介在する層間絶縁膜17や、読み取りビット線20aと書き込みビット線24aとの間に介在する層間絶縁膜21の膜厚をより薄くして、読み取りビット線20aと書き込みビット線24aとを磁気抵抗効果素子15にさらに接近させるようにしてもよい。また、図14に示すように、磁気抵抗効果素子15の固着層12をライト線9aに直接接続させた構造としてもよい。さらに、図15に示すように、読み取りビット線20aを磁気抵抗効果素子15の記録層14に直接接続させた構造としてもよい。
こうして、ライト線9aと磁気抵抗効果素子15の表面との距離が短くなることによって、ライト線9aを流れる電流によって生じる磁界が効果的に磁気抵抗効果素子15に印加されて、少ない電流で書き込みが可能になる。さらに、ライト線9aに加えて、書き込みビット線24aと磁気抵抗効果素子15との距離を短くなることによって、より一層省電力化が期待される。
また、省電力化を図るために、ビット線Bやライト線9aを周辺回路領域における対応する配線層の膜厚よりも厚く形成してもよい。すなわち、書き込みビット線24a、読み取りビット線20aとライト線9aとの少なくとも一つについて、周辺回路領域における対応する配線層を、磁気抵抗効果素子に向って膜厚が厚くなるように形成してもよい。たとえば図16は、読み取りビット線20a,RWの膜厚を周辺回路領域RRにおける対応する配線層20bの膜厚よりも厚く形成した構造を示す。
なお、この読み取りビット線20aとライト線9aの場合には、周辺回路領域における対応する配線層9b、20bの膜厚よりも厚くして、読み取りビット線20aあるいはライト線9aを磁気抵抗効果素子15に接触させるようにしてもよい。このことによっても、情報の書き込みをより少ない電流で確実に行うことができ、また、情報の読み取りをより確実に行うことができる。
なお、上述した磁気記憶装置では、磁気抵抗効果素子15の下方にライト線9aが配置され、磁気抵抗効果素子15の上方に読み取りビット線20aと書き込みビット線24aが配置された構造を例に挙げて説明したが、この構造とは反対に、磁気抵抗効果素子15の下方に読み取りビット線20aと書き込みビット線24aが配置され、磁気抵抗効果素子15の上方にライト線9aが配置された構造でも、同様の効果を得ることができる。
(磁気記憶装置の製造方法)
次に、上述した磁気記憶装置の製造方法の一例について説明する。まず、図17に示すように、半導体基板1の主表面における所定の領域に素子分離絶縁膜2を形成することによって、メモリセル領域MRおよび周辺回路領域RRが形成される。そのメモリセル領域MRおよび周辺回路領域RRに位置する半導体基板の表面にゲート絶縁膜5を介してゲート電極本体4が形成される。そのゲート電極本体4等をマスクとして半導体基板1の表面に所定導電型の不純物を導入することにより、不純物領域からなるドレイン領域1aおよびソース領域1bが形成される。こうして、メモリセル領域MRでは、ゲート電極4、ドレイン領域1aおよびソース領域1bを含む素子選択用トランジスタ3aが形成され、周辺回路領域RRでは、論理回路を構成するトランジスタ3bが形成される。
次に、上述した磁気記憶装置の製造方法の一例について説明する。まず、図17に示すように、半導体基板1の主表面における所定の領域に素子分離絶縁膜2を形成することによって、メモリセル領域MRおよび周辺回路領域RRが形成される。そのメモリセル領域MRおよび周辺回路領域RRに位置する半導体基板の表面にゲート絶縁膜5を介してゲート電極本体4が形成される。そのゲート電極本体4等をマスクとして半導体基板1の表面に所定導電型の不純物を導入することにより、不純物領域からなるドレイン領域1aおよびソース領域1bが形成される。こうして、メモリセル領域MRでは、ゲート電極4、ドレイン領域1aおよびソース領域1bを含む素子選択用トランジスタ3aが形成され、周辺回路領域RRでは、論理回路を構成するトランジスタ3bが形成される。
その素子選択用トランジスタ3aおよびトランジスタ3bを覆うように、たとえばCVD(Chemical Vapor Deposition)法により層間絶縁膜6が形成される。その層間絶縁膜6に対して所定の写真製版およびエッチングを施すことによって、半導体基板1の表面を露出するコンタクトホール6a,6bが形成される。そのコンタクトホール6a,6bを充填するように層間絶縁膜6上にタングステン層(図示せず)が形成される。そのタングステン層に対してCMP(Chemical Mechanical Polishing)処理を施すことによって、あるいは、RIE(Reactive Ion Etching)法によりタングステン層の全面にエッチングを施すことによって、層間絶縁膜6の上面上に位置するタングステン層の部分が除去されて、図18に示すように、コンタクトホール6a,6b内に接続部材7a,7bが形成される。
次に、図19に示すように、たとえばCVD法により層間絶縁膜6上にさらに層間絶縁膜8が形成される。その層間絶縁膜8に所定の写真製版およびエッチングを施すことにより、メモリセル領域MRでは、ライト線を形成するための開口部8aが形成される。周辺回路領域RRでは、所定の配線層を形成するための開口部8bが形成される。その開口部8a,8bを充填するように、層間絶縁膜8上にたとえば銅膜(図示せず)が形成される。その銅膜にCMP処理を施すことによって、層間絶縁膜8の上面上に位置する銅膜が除去されて、メモリセル領域MRでは開口部8a内にライト線9aが形成される。周辺回路領域RRでは配線層9bが形成される。
次に、図20に示すように、層間絶縁膜8上にたとえばCVD法によりさらに層間絶縁膜10が形成される。その層間絶縁膜10に所定の写真製版およびエッチングを施すことにより、ライト線9aの表面を露出するコンタクトホール10aが形成される。そのコンタクトホール10a内を充填するように層間絶縁膜10上にたとえばタングステン層(図示せず)が形成され、そのタングステン層にたとえばCMP処理等を施すことによって層間絶縁膜10の上面上に位置するタングステン層が除去されて、コンタクトホール10a内に接続部材11が形成される。
次に、メモリセル領域MRにおける層間絶縁膜10の上に、磁気抵抗効果素子15が形成される。その磁気抵抗効果素子15は、固着層12、トンネル絶縁層13および記録層14の積層膜から構成される。まず、固着層となる膜として、たとえば膜厚約20nmの白金マンガン膜(反強磁性材料)と膜厚約3nmのコバルト合金膜(強磁性材料)が順次形成される。次に、トンネル絶縁層となる膜として、膜厚約1nmのアルミニウム酸化膜が形成される。そして、記録層となる膜として、膜厚約3nmのニッケル合金膜が形成される(いずれも図示せず)。なお、白金マンガン膜〜ニッケル合金膜は、たとえばMBE(Molecular Beam Epitaxy)法によって形成される。
その後、そのニッケル合金膜、アルミニウム酸化膜、コバルト合金膜および白金マンガン膜に所定のエッチングを施すことによって、図21に示すように、固着層12、トンネル絶縁層13および記録層14を備えた所定形状の磁気抵抗効果素子15が形成されることになる。
次に、こうして形成された磁気抵抗効果素子15がその後のドライエッチングや洗浄等によってダメージを受けないように、図22に示すように、磁気抵抗効果素子15を覆うように保護膜16が形成される。その保護膜16を覆うように、層間絶縁膜10上にさらに層間絶縁膜17が形成される。次に、その層間絶縁膜17上にさらに層間絶縁膜19が形成される。
その層間絶縁膜19,17に対して、デュアルダマシン法により所定の接続部材と配線層が形成される。まず、層間絶縁膜19に対して所定の写真製版およびエッチングを施すことにより、メモリセル領域MRでは、読み取りビット線を形成するための開口部(図示せず)が形成される。周辺回路領域RRでは、配線層を形成するための開口部19aが形成される。
次に、層間絶縁膜17に対して所定の写真製版およびエッチングを施すことにより、メモリセル領域MRでは、磁気抵抗効果素子15の記録層14の表面を露出するコンタクトホール17aが形成される。周辺回路領域RRでは、配線層9bの表面を露出するコンタクトホール17bが形成される。なお、層間絶縁膜19,17に記録層14の表面と配線層9bの表面とをそれぞれ露出するコンタクトホールを形成した後に、層間絶縁膜19に開口部19a等を形成するようにしてもよい。
次に、コンタクトホール17a,17bおよび開口部19a等内を充填するように層間絶縁膜19上にたとえば銅膜(図示せず)が形成される。その銅膜にたとえばCMP処理等を施すことによって層間絶縁膜19の上面上に位置する銅膜の部分が除去されて、メモリセル領域MRでは、コンタクトホール17a内には記録層14に電気的に接続される接続部材18aが形成されるとともに、開口部内にはその接続部材18aに電気的に接続される読み取りビット線20aが形成される。一方、周辺回路領域RRでは、コンタクトホール17b内に配線層9bに電気的に接続される接続部材18bが形成されるとともに、開口部19a内には接続部材18bに電気的に接続される配線層20bが形成される。
次に、図23に示すように、読み取りビット線20aおよび配線層20bを覆うように、層間絶縁膜17上にさらに層間絶縁膜21が形成される。次に、その層間絶縁膜21上にさらに層間絶縁膜23が形成される。その層間絶縁膜23,21に対して、デュアルダマシン法により所定の接続部材と配線層が形成される。まず、層間絶縁膜23に対して所定の写真製版およびエッチングを施すことにより、メモリセル領域MRでは、書き込みビット線を形成するための開口部(図示せず)が形成される。周辺回路領域RRでは、配線層を形成するための開口部23aが形成される。
次に、層間絶縁膜21に対して所定の写真製版およびエッチングを施すことにより、周辺回路領域RRでは、配線層20bの表面を露出するコンタクトホール21aが形成される。なお、層間絶縁膜23,21に配線層20bの表面を露出するコンタクトホールを形成した後に、層間絶縁膜23に開口部23a等を形成するようにしてもよい。
次に、コンタクトホール21aおよび開口部23a等内を充填するように層間絶縁膜23上にたとえば銅膜(図示せず)が形成される。その銅膜にたとえばCMP処理等を施すことによって層間絶縁膜23の上面上に位置する銅膜の部分が除去されて、メモリセル領域MRでは、開口部内に書き込みビット線24aが形成される。一方、周辺回路領域RRでは、コンタクトホール21a内に配線層20bに電気的に接続される接続部材22が形成されるとともに、開口部23a内にその接続部材22に電気的に接続される配線層24bが形成される。
次に、図24に示すように、書き込みビット線24aおよび配線層24bを覆うように、層間絶縁膜23上に層間絶縁膜25が形成される。次に、その層間絶縁膜25上にさらに層間絶縁膜27が形成される。その層間絶縁膜27,25に対して、デュアルダマシン法により所定の接続部材と配線層が形成される。まず、層間絶縁膜27に所定の写真製版およびエッチングを施すことにより、メモリセル領域MRでは、所定の配線層を形成するための開口部27aが形成される。また、周辺回路領域RRでは、所定の配線層を形成するための開口部27bが形成される。次に、層間絶縁膜25に所定の写真製版およびエッチングを施すことにより、周辺回路領域RRでは、配線層24bの表面を露出するコンタクトホール25aが形成される。
次に、コンタクトホール25aおよび開口部27a,27b内を充填するように、層間絶縁膜27上にたとえば銅膜(図示せず)が形成される。その銅膜にCMP処理を施すことによって、層間絶縁膜27の上面上に位置する銅膜が除去されて、メモリセル領域MRでは開口部内に配線層28aが形成される。周辺回路領域RRでは、コンタクトホール25a内に配線層24bに電気的に接続される接続部材26が形成されるとともに、開口部27bにその接続部材26に電気的に接続される配線層28bが形成される。こうして、図2に示す磁気記憶装置が形成されることになる。
なお、上述した磁気記憶装置の製造方法では、接続部材7a等として、タングステン層を例に挙げて説明したが、たとえばシリコンを適用してもよい。また、銅、チタンあるいはタンタル等の金属を適用してもよい。さらに、このような金属の合金やこのような金属の窒化物等も適用することができる。また、接続部材7a等の形成方法としてCMP法あるいはRIE法を例に挙げて説明したが、たとえばメッキ法、スパッタリング法、CVD法等を適用してもよい。金属として銅を適用する場合には、いわゆるダマシン法を適用することができ、接続部材7aと並行して配線層を形成することもできる。
また、ライト線9aの形成方法としてシングルダマシン法を例に挙げて説明したが、ライト線9aを接続部材7aと同時に形成する場合には、デュアルダマシン法を適用することもできる。さらに、配線材料としてシリコン、タングステン、アルミニウム、チタン等の金属、そのような金属の合金あるいはそのような金属の化合物を適用することによって、ドライエッチングによる配線の形成も可能になる。
また、磁気抵抗効果素子15より上方に位置する、読み取りビット線20a、接続部材18a、配線層20bおよび接続部材18bの形成方法、書き込みビット線24a、配線層24bおよび接続部材22の形成方法、そして、配線層28a,28bおよび接続部材26の形成方法としてデュアルダマシン法を例に挙げて説明したが、シングルダマシン法を適用して接続部材と配線層とを別個に形成してもよい。なお、配線層と配線層との間に介在する層間絶縁膜の膜厚は適用デバイスによって異なることになるが、この磁気記憶装置では、当該膜厚はたとえば約40nmとされる。
また、磁気抵抗効果素子15に関して、磁気抵抗効果素子15のトンネル絶縁層13としてアルミニウム酸化物を例に挙げて説明したが、トンネル絶縁層13としては非磁性材料が好ましく、たとえばアルミニウム、シリコン、タンタル、マグネシウムなどの金属、その金属の酸化物、その金属の窒化物、その金属の合金、その合金の酸化物、その合金の窒化物等が好ましい。そのトンネル絶縁層13は、膜厚約0.3〜5nm程度の比較的薄い膜として形成されることが好ましい。このように、トンネル絶縁層が非磁性材料の場合には、いわゆる膜面に対して垂直方向の巨大磁気抵抗効果を利用することもできる。
さらに、磁気抵抗効果素子15の固着層12として白金マンガン合金膜とコバルト鉄合金膜との積層構造を例に挙げ、記録層14としてニッケル鉄合金膜を例に挙げたが、固着層12および記録層14としては、強磁性材料からなることが好ましく、たとえば、ニッケル、鉄および/またはコバルトを主成分とする磁気材料が好ましい。さらには、磁気特性向上と熱的安定性のために、その磁気材料にホウ素、窒素、シリコンなどの添加物を導入してもよい。さらに、また、NiMnSb、Co2MnGeなどのハーフメタルなどを適用することも可能である。ハーフメタルでは一方のスピンバンドにエネルギギャップが存在するので、これを用いることによってより大きな磁気効果を得ることができ、その結果、大きな信号出力を得ることができる。
固着層では、反強磁性層と強磁性層との積層構造とすることで、磁化方向をより固定することができる。つまり、反強磁性層が強磁性層のスピンの向きを固定することで、強磁性層の磁化の方向が一定に保たれる。反強磁性層としては、鉄などの強磁性材料または貴金属の少なくとも1つと、マンガンとの化合物が好ましい。
なお、上述した製造方法では、この磁気抵抗効果素子を構成する固着層、トンネル絶縁層および記録層をそれぞれMBE法によって形成する場合を例に挙げたが、MBE法の他に、たとえばスパッタ法、化学気相成長法あるいは蒸着法などにより形成することも可能である。
また、上述した磁気記憶装置の製造方法では、磁気抵抗効果素子15の固着層12が接続部材11に直接接続される場合を例に挙げて説明したが、固着層12と接続部材11が形成される層間絶縁膜8との間に導電層を介在させてもよい。この場合、その導電層は、固着層12と重なるように固着層12の平面形状と同じ形状に形成してもよい。その導電層の材料として、低抵抗の金属、たとえば白金、ルテニウム、銅、アルミニウム、タンタル等を適用することが好ましい。また、導電層の膜厚として、その導電層の上に形成される固着層12、トンネル絶縁層13および記録層14の平坦性が損なわれないように、たとえば300nm以下にすることが好ましい。
なお、固着層12を記録層14と同じ大きさに形成する場合には、導電層が接続部材7aと接続されるように導電層を固着層14よりも大きく形成する必要があるが、導電層が固着層よりも大きく形成されたとしても、磁気抵抗効果素子として何ら問題はない。
このように層間絶縁膜8と磁気抵抗効果素子15との間に所定の導電層を介在させることによって、接続部材11をたとえば銅により形成した場合には、磁気抵抗効果素子15をエッチングによってパターニングする際に、銅の接続部材11が腐食するのを阻止することもできる。また、その導電層として磁気抵抗効果素子15の固着層12の抵抗よりも低い抵抗からなる材料を適用することで、読み出しの際の電流の経路の抵抗を下げることができて、読み出し速度の向上を図ることもできる。
また、さらに、上述した磁気記憶装置では、磁気抵抗効果素子が形成された後の工程において磁気抵抗効果素子15がダメージを受けるのを防止するために、磁気抵抗効果素子15を覆うように保護膜16を形成する場合を例に挙げて説明した。製造工程において磁気抵抗効果素子15が受ける可能性のあるダメージとしては、たとえば層間絶縁膜を形成する際の熱処理がある。層間絶縁膜としてシリコン酸化膜を形成する場合、温度約400℃程度の酸化雰囲気のもとでシリコン酸化膜が形成されることになる。
このとき、酸化雰囲気のもとで磁性膜が酸化するおそれがあり、これよって、磁気抵抗効果素子の磁気特性が劣化してしまうことがある。磁気抵抗効果素子を、シリコン窒化膜等の保護膜16により被覆することで、保護膜はこの酸化のバリアとして機能して磁気抵抗効果素子を保護することができる。
また、このような酸化を防ぐために、層間絶縁膜として、シリコン窒化膜などの非酸化性雰囲気のもとで成膜可能な薄膜と、酸化性絶縁膜との2層構造としてもよい。この場合、2層構造の層間絶縁膜のうち、シリコン窒化膜が磁気抵抗効果素子の保護膜となる。
また、さらに、保護膜としては、絶縁性金属窒化物、絶縁性金属炭化物およびFeよりも酸化物生成自由エネルギーが低い金属の酸化処理によって形成した金属酸化物のうち少なくとも1つの材料を含む膜が好ましい。このような材料を用いることにより、少なくともFeを含む磁性材料薄膜を用いた磁気記憶半導体装置の製造工程における酸化工程中に磁気抵抗効果素子が酸化するのを抑制することができる。その結果、製造が容易でかつ動作特性が安定した磁気記憶半導体装置を得ることができる。
なお、磁気抵抗効果素子を含むメモリセルと論理回路とを搭載した混載デバイスに対して、保護膜としてシリコン窒化膜のように比較的誘電率の高い材料を酸化バリヤとして用いる場合には、次のことに留意しなければならない。すなわち、たとえば論理回路からなるデバイスでは、デバイスの動作速度やアクセスタイミングをも考慮して、金属配線層間の容量や配線抵抗が設定されている。そのため、誘電率の高い材料が論理回路部に配置されると、論理回路部における金属配線層間の容量などが所定の設計パラメータの範囲から外れてしまい、デバイスが所望の動作を行わなくなるおそれがある。これを回避するには、保護膜を磁気抵抗効果素子15だけを被覆するように形成して、論理回路が形成される周辺回路領域RRには保護膜を形成させない構造とすることが好ましい。
上述した磁気抵抗効果素子を利用した磁気記憶装置では、記憶情報の読み出しを記憶状態を破壊することなく行なうことが可能である。そのため、再書き込みをする動作が不要であり、読み出し速度が高速になる。また、磁化反転速度は1ナノ秒以下であるので、情報の書き込みも非常に高速で行うことができる。さらに、磁化反転動作に関しては、一般に反転を繰り返すことにより特性が劣化する疲労現象は生じないといわれている。すなわち、MRAMと称される当該磁気記憶装置により、事実上、動作回数に制限がない不揮発性メモリデバイスを提供できることになる。
上述した特徴は、記憶装置単体としても有用であるが、上記メモリセルを論理回路と混載した混載デバイスの場合に、より一層有用に作用する。すなわち、混載デバイスの場合、高速動作に基づいてネットワーク環境や移動体通信における情報のインタラクティブな取り扱い環境が改善される。さらに、コンピュータや携帯端末等へ当該磁気記憶装置を適用することによって消費電力の低減や動作環境の改善などを大幅に図ることができることになる。
また、上述した磁気記憶装置では、半導体基板を利用した磁気記憶装置について説明したが、磁気抵抗効果素子とライト線およびビット線に係る配線層との関係は、情報の記憶に限定されるものではなく、たとえば磁気センサ、磁気記録ヘッド、磁気記録媒体などのパターン化された磁気素子等に広く適用することが可能である。
また、さらに、上述した磁気記憶装置では、1つのメモリセルに1つの磁気抵抗効果素子を設けたメモリセルを例に挙げて説明したが、1つのメモリセルに2つ以上の磁気抵抗効果素子を設けてもよく、また、それらのメモリセルが互いに積層されていてもよい。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示にすぎず、これに制限されるものではない。本発明は上記で説明した範囲ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲でのすべての変更が含まれることが意図される。
1 半導体基板、1a ドレイン領域、1b ソース領域、2 素子分離絶縁膜、3a,T 素子選択用トランジスタ、3b トランジスタ、4 ゲート電極本体、5 ゲート絶縁膜、6,8,10,17,19,21,23,25,27 層間絶縁膜、6a,8b,10a,17a,21a,25a コンタクトホール、7a,11,18a,18b,22,26 接続部材、9a,WT ライト線、9b,20b,24b,28a,28b 配線層、12 固着層、13 トンネル絶縁層、14 記録層、15,J 磁気抵抗効果素子、16 保護膜、20a,RB 読み取りビット線、24a,WB 書き込みビット線、WD ワード線、S ソース線、B ビット線、M メモリセル。
Claims (10)
- 第1の方向に延在するように形成されたライト線と、
前記ライト線と上下方向に間隔を隔てられ、前記第1の方向と交差する第2の方向に延在するように形成されたビット線と、
前記ライト線と前記ビット線とが交差する領域において、前記ライト線と前記ビット線との間に挟み込まれるように形成された磁気抵抗効果素子と、
前記磁気抵抗効果素子の動作を制御するトランジスタ素子と、
前記磁気抵抗効果素子と前記トランジスタ素子とを電気的に接続する接続部材と
を含むメモリセルを有し、
前記ビット線は読み取りビット線および書き込みビット線を備え、
前記読み取りビット線は前記磁気抵抗効果素子と電気的に接続され、
前記書き込みビット線は前記磁気抵抗効果素子と電気的に絶縁され、
前記ライト線は前記接続部材と電気的に接続されている、磁気記憶装置。 - 前記接続部材は、
第1の接続部材と、
前記第1の接続部材と前記磁気抵抗効果素子とを電気的に接続する第2の接続部材と
を含む、請求項1記載の磁気記憶装置。 - 前記第2の接続部材は前記磁気抵抗効果素子を構成する材料とは異なる材料から形成された、請求項2記載の磁気記憶装置。
- 前記メモリセルはマトリクス状に複数形成され、
前記第1の方向に沿って位置するメモリセルのそれぞれでは、メモリセルの配置の態様として、平面的に前記磁気抵抗効果素子が位置する領域に対して前記第2の方向の一方の側に前記接続部材が位置する並進配置とされた、請求項1〜3のいずれかに記載の磁気記憶装置。 - 前記磁気抵抗効果素子は、磁化の方向を維持するために平面形状が第3の方向に延在する異方性形状の領域を含み、
前記磁気抵抗効果素子では、前記第3の方向が前記第1の方向と前記第2の方向との双方に交差するように設定された、請求項4記載の磁気記憶装置。 - 前記第1の方向と前記第2の方向とは直交し、
前記第3の方向は、前記第1の方向と前記第2の方向に対して45°傾いた方向とされた、請求項5記載の磁気記憶装置。 - 前記メモリセルはマトリクス状に複数形成され、
前記第1の方向に沿って位置するメモリセルのそれぞれでは、メモリセルの配置の態様として、平面的に前記磁気抵抗効果素子が位置する領域に対して前記第2の方向の一方に側に前記接続部材が位置する配置と、平面的に前記磁気抵抗効果素子が位置する領域に対して前記第2の方向の他方の側に前記接続部材が位置する配置とが交互に設定された交互配置とされた、請求項1〜3のいずれかに記載の磁気記憶装置。 - 前記ライト線は、対応する前記磁気抵抗効果素子の領域の端部にまで延在して前記磁気抵抗効果素子と平面的に重なるように形成されている、請求項1〜7のいずれかに記載の磁気記憶装置。
- 前記書き込みビット線は前記磁気抵抗効果素子の直上に配置された、請求項1〜8のいずれかに記載の磁気記憶装置。
- 所定の半導体基板に、前記メモリセルが複数形成されたメモリセル領域と、前記メモリセルのそれぞれを制御する論理回路が形成された周辺回路領域とが配置された、請求項1〜9のいずれかに記載の磁気記憶装置。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20090106 |