发明名称 磁性记忆装置及其制造方法
摘要 本发明之磁性记忆装置系包含:磁性阻抗效果元件(s),其系在1单元中使磁化容易轴(s)之方向朝互异方向而进行叠层,且至少分别具有2值之阻抗值者;及第一及第二配线,其系往互异方向延伸,且把前述磁性阻抗效果元件(s)包夹者。
申请公布号 TW571435 申请公布日期 2004.01.11
申请号 TW091124682 申请日期 2002.10.24
申请人 东芝股份有限公司 发明人 细谷启司
分类号 H01L27/105 主分类号 H01L27/105
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种磁性记忆装置,其在于包含:磁性阻抗效果元件,其系在1单元中使磁化容易轴之方向朝互异方向而进行叠层,且至少分别具有2値之阻抗値者;及第一及第二配线,其系往互异方向延伸,且把前述磁性阻抗效果元件包夹者。2.如申请专利范围第1项之磁性记忆装置,其中前述磁性阻抗效果元件系包含第一及第二磁性阻抗效果元件;前述第一配线系朝第一方向延伸;前述第一磁性阻抗效果元件系配置于前述第一配线之上方,且具有朝向第二方向之第一磁化容易轴;前述第二磁性阻抗效果元件系配置于前述第一磁性阻抗效果元件之上方,且具有朝向第三方向之第二磁化容易轴,而该第三方向系与前述第二方向不同者;前述第二配线系配置于前述第二磁性阻抗效果元件之上方,且朝向与前述第一方向不同之第四方向延伸。3.如申请专利范围第2项之磁性记忆装置,其中前述第二方向系与前述第三方向呈90度错开者。4.如申请专利范围第2项之磁性记忆装置,其中前述第一方向系与前述第四方向呈90度错开者。5.如申请专利范围第4项之磁性记忆装置,其中前述第二方向系与前述第一方向相同;而前述第四方向系与前述第三方向相同者。6.如申请专利范围第4项之磁性记忆装置,其中前述第一方向系与前述第二方向呈45度错开;而前述第三方向系与前述第四方向呈45度错开者。7.如申请专利范围第1项之磁性记忆装置,其中更具备与前述磁性阻抗效果元件连接之整流元件或电晶体。8.如申请专利范围第1项之磁性记忆装置,其中前述磁性阻抗效果元件之前述磁化容易轴的方向系与前述第一配线之延伸方向呈90度错开,而前述磁性阻抗效果元件系与前述第一配线邻接者;前述磁性阻抗效果元件之前述磁化容易轴的方向系与前述第二配线之延伸方向呈90度错开,而前述磁性阻抗效果元件系与前述第二配线邻接者。9.如申请专利范围第1项之磁性记忆装置,其中前述磁性阻抗效果元件之阻抗値,在相同写入状态下时系互不相同。10.如申请专利范围第1项之磁性记忆装置,其中构成前述磁性阻抗效果元件之各非磁性层的膜厚系互不相同。11.如申请专利范围第1项之磁性记忆装置,其中构成前述磁性阻抗效果元件之各磁性层的膜厚系互不相同。12.如申请专利范围第1项之磁性记忆装置,其中前述磁性阻抗效果元件之材料系互不相同。13.如申请专利范围第1项之磁性记忆装置,其中前述磁性阻抗效果元件之MR比系互不相同。14.如申请专利范围第1项之磁性记忆装置,其中前述磁性阻抗效果元件之大小比系互不相同。15.如申请专利范围第2项之磁性记忆装置,其中在前述第一及第二磁性阻抗效果元件中,一方系包含1层非磁性层之1重穿隧接合结构;而另一方系包含2层非磁性层之2重穿隧接合结构。16.如申请专利范围第1项之磁性记忆装置,其中前述磁性阻抗效果元件系TMR元件或GMR元件;而该TMR元件系包含至少有第一磁性层、第二磁性层及非磁性层之3层结构者;而该GMR元件系包含至少有第一磁性层、第二磁性层及导体层之3层结构者。17.如申请专利范围第16项之磁性记忆装置,其中前述TMR元件系1重接合结构或2重接合结构者;而该1重接合结构系包含1层之前述非磁性层者;而该2重接合结构系包含2层之前述非磁性层者。18.如申请专利范围第1项之磁性记忆装置,其中更具备非磁性层,其系分别在前述磁性阻抗效果元件之间形成,且具有比前述磁性阻抗效果元件之面积更大的面积。19.如申请专利范围第1项之磁性记忆装置,其中只针对前述磁性阻抗效果元件中之任何的磁性阻抗效果元件写入资料的情形,则对前述第一及第二配线所流出的电流値,系分别依照前述任何的磁性阻抗效果元件而异。20.如申请专利范围第1项之磁性记忆装置,其中资料分别被写入前述磁性阻抗效果元件的场合,利用前述磁性阻抗效果元件之阻抗値各为不同,可进行多値资料的读出。21.如申请专利范围第2项之磁性记忆装置,其中利用下列三项阻抗値各为不同,来进行4値资料的读出;资料被写入前述第一磁性阻抗效果元件之时之前述第一磁性阻抗效果元件的第一阻抗値;资料被写入前述第二磁性阻抗效果元件之时,前述第二磁性阻抗效果元件的第二阻抗値;资料被写入前述第一及第二磁性阻抗效果元件两者之时,第一及第二磁性阻抗效果元件的第三阻抗値。22.一种磁性记忆装置之制造方法,其系在于包含:形成往第一方向延伸之第一配线;在前述第一配线之上方将磁性阻抗效果元件进行叠层;使前述磁性阻抗效果元件分别具备磁化固着层;使前述磁性阻抗效果元件分别具有2値之阻抗値;在前述磁性阻抗效果元件上形成第二配线,而其系在与前述第一方向不同之第二方向上延伸者;对前述磁性阻抗效果元件以互异的温度依序进行磁场中之热处理,并把在前述磁性阻抗效果元件上之前述磁化固着层的磁化方向固定为互异的方向。23.如申请专利范围第22项之磁性记忆装置之制造方法,其中前述磁性阻抗效果元件系包含:第一磁性阻抗效果元件,其包含第一磁化固着层;第二磁性阻抗效果元件,其系配置于前述第一磁性阻抗效果元件之上方,且包含第二磁化固着层;以第一温度实施磁场中热处理,使前述第一磁化固着层之磁化方向固定在第三方向;以异于前述第一温度之第二温度实施磁场中热处理,使前述第二磁化固着层之磁化方向固定在第四方向。24.如申请专利范围第23项之磁性记忆装置之制造方法,其中形成前述第一及第二配线,而其前述第一方向和前述第二方向系呈90度错开者。25.如申请专利范围第23项之磁性记忆装置之制造方法,其中固定前述第一及第二磁化固着层之磁化方向,而其前述第三方向和前述第四方向系呈90度错开者。26.如申请专利范围第23项之磁性记忆装置之制造方法,其中前述第三方向和前述第一方向为相同,而前述第四方向和前述第二方向为相同。27.如申请专利范围第23项之磁性记忆装置之制造方法,其中前述第一方向和前述第三方向呈45度错开,而前述第二方向和前述第四方向呈45度错开。28.如申请专利范围第22项之磁性记忆装置之制造方法,其中更具备与前述磁性阻抗效果元件连接之整流元件或电晶体。29.如申请专利范围第22项之磁性记忆装置之制造方法,其中前述磁性阻抗效果元件之前述磁化容易轴的方向系与前述第一配线之延伸方向呈90度错开,而该磁性阻抗效果元件系与前述第一配线邻接者;前述磁性阻抗效果元件之前述磁化容易轴的方向系与前述第二配线之延伸方向呈90度错开,而该磁性阻抗效果元件系与前述第二配线邻接者。30.如申请专利范围第22项之磁性记忆装置之制造方法,其中构成前述磁性阻抗效果元件之非磁性层系以互异之膜厚所形成者。31.如申请专利范围第22项之磁性记忆装置之制造方法,其中构成前述磁性阻抗效果元件之磁性层系以互异之膜厚所形成者。32.如申请专利范围第22项之磁性记忆装置之制造方法,其中前述磁性阻抗效果元件系以互异之材料所形成者。33.如申请专利范围第22项之磁性记忆装置之制造方法,其中前述磁性阻抗效果元件系以互异之大小所形成者。34.如申请专利范围第22项之磁性记忆装置之制造方法,其中更具备在前述磁性阻抗效果元件之间分别形成非磁性层;而前述非磁性层之面积系比前述磁性阻抗效果元件之面积更大者。35.如申请专利范围第22项之磁性记忆装置之制造方法,其中依序从前述第一配线侧之磁性阻抗效果元件到前述第二配线侧之磁性阻抗效果元件,对前述磁性阻抗效果元件实施前述热处理,而在实施该热处理时,温度系依序设定为更低者。图式简单说明:图1系与本发明之第一实施形态有关之磁性记忆装置的平面图。图2系沿着图1之II-II线之磁性记忆装置的剖面图。图3系与本发明之第一实施形态有关之磁性记忆装置的斜视图。图4A、图4B系与本发明之各实施形态有关之1重穿隧接合结构之TMR元件的剖面图。图5A、图5B系与本发明之各实施形态有关之2重穿隧接合结构之TMR元件的剖面图。图6.7.8.9.10系与本发明之第一实施形态有关之磁性记忆装置之制造工序的各剖面图。图11系与本发明之第一实施形态有关之磁性记忆装置之小行星曲线图。图12系与本发明之第一实施形态有关之磁性记忆装置之等价电路图。图13系与本发明之第一实施形态有关之磁性记忆装置之读出动作说明图。图14系与本发明之第二实施形态有关之磁性记忆装置之斜视图。图15系与本发明之第二实施形态有关之磁性记忆装置之剖面图。图16系与本发明之第三实施形态有关之磁性记忆装置之斜视图。图17系与本发明之第三实施形态有关之磁性记忆装置之剖面图。图18系本发明之第四实施形态有关之磁性记忆装置之平面图。图19系本发明之第四实施形态有关之磁性记忆装置之小行星曲线图。图20系本发明之第五实施形态有关之磁性记忆装置之平面图。图21系本发明之第六实施形态有关之磁性记忆装置之斜视图,而该磁性记忆装置系不包含开关元件者。图22系本发明之第六实施形态有关之磁性记忆装置之斜视图,而该磁性记忆装置系包含读出开关用之二极体者。图23系本发明之第六实施形态有关之磁性记忆装置之斜视图,而该磁性记忆装置系包含读出开关元件用之电晶体者。图24系本发明之第七实施形态有关之磁性记忆装置之斜视图,而该磁性记忆装置系不包含开关元件者。图25系本发明之第七实施形态有关之其他磁性记忆装置之斜视图,而该其他磁性记忆装置系不包含开关元件者。图26系利用先前技艺之磁性记忆装置的剖面图。
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