发明名称 磁性随机存取记忆体
摘要 本发明系于TMR元件正上方配置资料选择线(写入线)。藉由具有高导磁率之轭材料覆盖资料选择线之上面及侧面。轭材料藉由障壁层彼此分离。同样地,于TMR元件之正下方配置写入字元线。写入字元线之下面及侧面亦藉由具有高导磁率之轭材料覆盖。对于写入字元线下面之轭材料与其侧面之轭材料,亦藉由障壁层彼此分离。
申请公布号 TWI227564 申请公布日期 2005.02.01
申请号 TW092126822 申请日期 2003.09.29
申请人 东芝股份有限公司 发明人 浅尾吉昭
分类号 H01L29/78 主分类号 H01L29/78
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路201号7楼
主权项 1.一种磁性随机存取记忆体,其特征在于包含:记忆胞,其系利用磁阻效应记忆资料;第一写入线,其系配置于前述记忆胞正上方,并延伸于第一方向;第二写入线,其系配置于前述记忆胞正下方,并延伸于与前述第一方向交叉之第二方向;第一轭材料,其系覆盖前述第一写入线之上面;第二轭材料,其系覆盖前述第一写入线之侧面;及第一障壁层,其系配置于前述第一轭材料与前述第一写入线之间及前述第二轭材料与前述第一写入线之间,且分离前述第一轭材料与前述第二轭材料。2.如申请专利范围第1项之磁性随机存取记忆体,其中前述第一障壁层系配置于前述第一写入线之侧面上。3.如申请专利范围第1项之磁性随机存取记忆体,其中前述第一障壁层系由导电物质构成。4.如申请专利范围第1项之磁性随机存取记忆体,其中前述第一障壁层系由绝缘物质构成。5.如申请专利范围第1项之磁性随机存取记忆体,其中前述第一障壁层具有防止构成前述第一及第二轭材料之原子扩散之功能。6.如申请专利范围第1项之磁性随机存取记忆体,其中进一步包含第二障壁层,其系配置于前述第一写入线之上面与前述第一轭材料之间。7.如申请专利范围第6项之磁性随机存取记忆体,其中前述第二障壁层系由导电物质构成。8.如申请专利范围第6项之磁性随机存取记忆体,其中前述第二障壁层系由绝缘物质构成。9.如申请专利范围第6项之磁性随机存取记忆体,其中前述第二障壁层具有防止构成前述第一轭材料之原子与构成前述第一写入线之原子相互扩散之功能。10.如申请专利范围第1项之磁性随机存取记忆体,其中进一步包含第二障壁层,其系覆盖前述第一轭材料、前述第二轭材料及前述第一写入线。11.如申请专利范围第10项之磁性随机存取记忆体,其中前述第二障壁层系由绝缘物质构成。12.如申请专利范围第10项之磁性随机存取记忆体,其中前述第二障壁层系由导电物质构成。13.如申请专利范围第10项之磁性随机存取记忆体,其中前述第二障壁层具有防止构成前述第一及第二轭材料之原子扩散之功能。14.如申请专利范围第1项之磁性随机存取记忆体,其中进一步包含掩模层,其系配置于前述第一轭材料上,并用作前述第一写入线形成图案之掩模。15.如申请专利范围第1项之磁性随机存取记忆体,其中前述第一写入线接触前述记忆胞,前述第二写入线离开前述记忆胞。16.如申请专利范围第1项之磁性随机存取记忆体,其中前述第二写入线接触前述记忆胞,前述第一写入线离开前述记忆胞。17.如申请专利范围第1项之磁性随机存取记忆体,其中前述第一及第二写入线均接触前述记忆胞。18.如申请专利范围第1项之磁性随机存取记忆体,其中前述记忆胞系TMR元件或GMR元件。19.如申请专利范围第1项之磁性随机存取记忆体,其中前述第一障壁层具有至少20nm之厚度。20.如申请专利范围第6项之磁性随机存取记忆体,其中前述第二障壁层具有至少20nm之厚度。21.如申请专利范围第10项之磁性随机存取记忆体,其中前述第二障壁层具有至少20nm之厚度。22.一种磁性随机存取记忆体,其特征在于包含:记忆胞,其系利用磁阻效应记忆资料;第一写入线,其系配置于前述记忆胞正上方,并延伸于第一方向;第二写入线,其系配置于前述记忆胞正下方,并延伸于与前述第一方向交叉之第二方向;第一轭材料,其系覆盖前述第二写入线之下面;第二轭材料,其系覆盖前述第二写入线之侧面;及第一障壁层,其系配置于前述第一轭材料与前述第一写入线之间及前述第二轭材料与前述第一写入线之间,且分离前述第一轭材料与前述第二轭材料。23.如申请专利范围第22项之磁性随机存取记忆体,其中前述第一障壁层系配置于前述第二写入线之侧面上。24.如申请专利范围第22项之磁性随机存取记忆体,其中前述第一障壁层系由导电物质构成。25.如申请专利范围第22项之磁性随机存取记忆体,其中前述第一障壁层系由绝缘物质构成。26.如申请专利范围第22项之磁性随机存取记忆体,其中前述第一障壁层具有防止构成前述第一及第二轭材料之原子扩散之功能。27.如申请专利范围第22项之磁性随机存取记忆体,其中进一步包含第二障壁层,其系配置于前述第二写入线之下面与前述第一轭材料之间。28.如申请专利范围第27项之磁性随机存取记忆体,其中前述第二障壁层系由导电物质构成。29.如申请专利范围第27项之磁性随机存取记忆体,其中前述第二障壁层系由绝缘物质构成。30.如申请专利范围第27项之磁性随机存取记忆体,其中前述第二障壁层具有防止构成前述第一轭材料之原子与构成前述第二写入线之原子相互扩散之功能。31.如申请专利范围第22项之磁性随机存取记忆体,其中进一步包含第二障壁层,其系覆盖前述第一轭材料、前述第二轭材料及前述第二写入线。32.如申请专利范围第31项之磁性随机存取记忆体,其中前述第二障壁层系由绝缘物质构成。33.如申请专利范围第31项之磁性随机存取记忆体,其中前述第二障壁层系由导电物质构成。34.如申请专利范围第31项之磁性随机存取记忆体,其中前述第二障壁层具有防止构成前述第一及第二轭材料之原子扩散之功能。35.如申请专利范围第22项之磁性随机存取记忆体,其中进一步包含掩模层,其系配置于前述第二写入线上,并用作前述第二写入线形成图案之掩模。36.如申请专利范围第22项之磁性随机存取记忆体,其中前述第一写入线接触前述记忆胞,前述第二写入线离开前述记忆胞。37.如申请专利范围第22项之磁性随机存取记忆体,其中前述第二写入线接触前述记忆胞,前述第一写入线离开前述记忆胞。38.如申请专利范围第22项之磁性随机存取记忆体,其中前述第一及第二写入线均接触前述记忆胞。39.如申请专利范围第22项之磁性随机存取记忆体,其中前述记忆胞系TMR元件或GMR元件。40.如申请专利范围第22项之磁性随机存取记忆体,其中前述第一障壁层具有至少20nm之厚度。41.如申请专利范围第27项之磁性随机存取记忆体,其中前述第二障壁层具有至少20nm之厚度。42.如申请专利范围第31项之磁性随机存取记忆体,其中前述第二障壁层具有至少20nm之厚度。43.一种磁性随机存取记忆体之制造方法,其特征在于包含:于半导体基板上之绝缘层上形成第一轭材料;于前述第一轭材料上形成导电材料;将前述导电材料及前述第一轭材料形成图案;形成下面被前述第一轭材料覆盖之写入线;形成覆盖前述写入线之第一障壁层;于前述第一障壁层上形成覆盖前述写入线之第二轭材料;蚀刻前述第一障壁层及前述第二轭材料;使前述第一障壁层及前述第二轭材料残留于前述写入线之侧面上;及于前述第一写入线正上方形成利用磁阻效应记忆资料之记忆胞。44.如申请专利范围第43项之磁性随机存取记忆体之制造方法,其中进一步包含:于前述第一轭材料与前述导电材料之间形成第二障壁层。45.如申请专利范围第43项之磁性随机存取记忆体之制造方法,其中进一步包含:形成覆盖前述第一轭材料、前述第二轭材料及前述写入线之第二障壁层。46.如申请专利范围第43项之磁性随机存取记忆体之制造方法,其中前述形成图案系藉由将光阻作为掩模之RIE来执行。47.如申请专利范围第43项之磁性随机存取记忆体之制造方法,其中前述形成图案系藉由将矽绝缘层作为掩模之RIE来执行。48.如申请专利范围第43项之磁性随机存取记忆体之制造方法,其中前述记忆胞形成于离开前述写入线之位置。49.如申请专利范围第43项之磁性随机存取记忆体之制造方法,其中前述记忆胞形成于与前述写入线接触之位置。50.一种磁性随机存取记忆体之制造方法,其特征在于包含:于半导体基板上之绝缘层上形成利用磁阻效应记忆资料之记忆胞;于前述记忆胞正上方形成导电材料;于前述导电材料上形成第一轭材料;将前述第一轭材料及前述导电材料形成图案;形成上面被前述第一轭材料覆盖之写入线;形成覆盖前述写入线之第一障壁层;于前述第一障壁层上形成覆盖前述写入线之第二轭材料;蚀刻前述第一障壁层及前述第二轭材料;及使前述第一障壁层及前述第二轭材料残留于前述写入线侧面上。51.如申请专利范围第50项之磁性随机存取记忆体之制造方法,其中进一步包含:于前述导电材料与前述第一轭材料之间形成第二障壁层。52.如申请专利范围第50项之磁性随机存取记忆体之制造方法,其中进一步包含:形成覆盖前述第一轭材料、前述第二轭材料及前述写入线之第二障壁层。53.如申请专利范围第50项之磁性随机存取记忆体之制造方法,其中前述形成图案系藉由将光阻作为掩模之RIE来执行。54.如申请专利范围第50项之磁性随机存取记忆体之制造方法,其中前述形成图案系藉由将矽绝缘层作为掩模之RIE来执行。55.如申请专利范围第50项之磁性随机存取记忆体之制造方法,其中前述记忆胞形成于离开前述写入线之位置。56.如申请专利范围第50项之磁性随机存取记忆体之制造方法,其中前述记忆胞形成于与前述写入线接触之位置。图式简单说明:图1系显示TMR元件之一种构造图。图2系显示TMR元件之两种状态图。图3系显示磁性随机存取记忆体之写入动作原理图。图4系显示TMR曲线图。图5系显示星形曲线图。图6系显示参考例1之磁性随机存取记忆体之剖面图。图7系显示参考例1之磁性随机存取记忆体之剖面图。图8系显示参考例2之磁性随机存取记忆体之剖面图。图9系显示参考例2之磁性随机存取记忆体之剖面图。图10系显示实施例1之磁性随机存取记忆体之剖面图。图11系显示实施例1之磁性随机存取记忆体之剖面图。图12系显示实施例1之记忆体之制造方法一种步骤之剖面图。图13系显示实施例1之记忆体之制造方法一种步骤之剖面图。图14系显示实施例1之记忆体之制造方法一种步骤之剖面图。图15系显示实施例1之记忆体之制造方法一种步骤之剖面图。图16系显示实施例1之记忆体之制造方法一种步骤之剖面图。图17系显示实施例1之记忆体之制造方法一种步骤之剖面图。图18系显示实施例2之磁性随机存取记忆体之剖面图。图19系显示实施例2之磁性随机存取记忆体之剖面图。图20系显示实施例2之记忆体之制造方法一种步骤之剖面图。图21系显示实施例2之记忆体之制造方法一种步骤之剖面图。图22系显示实施例2之记忆体之制造方法一种步骤之剖面图。图23系显示实施例2之记忆体之制造方法一种步骤之剖面图。图24系显示实施例2之记忆体之制造方法一种步骤之剖面图。图25系显示实施例2之记忆体之制造方法一种步骤之剖面图。图26系显示实施例3之磁性随机存取记忆体之剖面图。图27系显示实施例3之磁性随机存取记忆体之剖面图。图28系显示实施例3之记忆体之制造方法一种步骤之剖面图。图29系显示实施例3之记忆体之制造方法一种步骤之剖面图。图30系显示实施例3之记忆体之制造方法一种步骤之剖面图。图31系显示实施例3之记忆体之制造方法一种步骤之剖面图。图32系显示实施例3之记忆体之制造方法一种步骤之剖面图。图33系显示实施例3之记忆体之制造方法一种步骤之剖面图。图34系显示实施例3之记忆体之制造方法一种步骤之剖面图。图35系显示实施例4之磁性随机存取记忆体之剖面图。图36系显示实施例4之磁性随机存取记忆体之剖面图。图37系显示实施例5之磁性随机存取记忆体之剖面图。图38系显示实施例6之磁性随机存取记忆体之剖面图。图39系显示实施例7之磁性随机存取记忆体之剖面图。
地址 日本