| 主权项 |
1.一种非挥发性磁性记忆装置,其特征在于包含: 选择用电晶体,其系形成于半导体基板者; 下层层间绝缘层,其系覆盖选择用电晶体者; 第1连接孔,其系形成于设于下层层间绝缘层之第1 开口部内,且与选择用电晶体连接者; 第1配线,其系形成于下层层间绝缘层上,在第1方向 延伸,且包含导电层者; 隧道磁阻元件,其系经由绝缘膜形成于第1配线上, 且由下而上包含第1强磁性体层、隧道绝缘膜、第 2强磁性体层之叠层构造者; 上层层间绝缘层,其系覆盖隧道磁阻元件、下层层 间绝缘层及第1配线之延伸部者;及 第2配线,其系形成于上层层间绝缘层上,电性连接 于隧道磁阻元件之顶面,且在异于第1方向之第2方 向延伸者; 隧道磁阻元件之下面系经由形成于至少设于绝缘 膜及第1配线之第2开口部内且与第1配线电性绝缘 之第2连接孔,电性连接于第1连接孔; 沿着第2方向之隧道磁阻元件、绝缘膜及第1配线 各自之宽度系大略相同者。 2.如申请专利范围第1项之非挥发性磁性记忆装置, 其中 前述第1配线系由下而上包含第1高透磁性材料层 、及前述导电体层; 在沿着第1方向之前述隧道磁阻元件、前述绝缘膜 及该第1配线之各侧面,形成包含绝缘材料之侧壁; 侧壁系被第2高透磁性材料层所覆盖者。 3.如申请专利范围第1项之非挥发性磁性记忆装置, 其中 前述第1配线系由下而上包含第1高透磁性材料层 、及前述导电体层; 在沿着第1方向之前述隧道磁阻元件、前述绝缘膜 及该第1配线之各侧面,形成包含绝缘材料之第1侧 壁; 以覆盖沿着第1方向之前述第1强磁性体层、该绝 缘膜及该第1配线之各侧面之方式,在该第1侧壁上 形成包含绝缘材料之第2侧壁; 该第1侧壁及该第2侧壁系被第2高透磁性材料层所 覆盖者。 4.如申请专利范围第1项之非挥发性磁性记忆装置, 其中 前述第1配线系由下而上包含第1高透磁性材料层 、及前述导电体层; 在沿着第1方向之前述第1强磁性体层、前述绝缘 膜及该第1配线之各侧面,形成包含绝缘材料之第1 侧壁; 以覆盖沿着第1方向之前述隧道磁阻元件、该绝缘 膜及该第1配线之各侧面之方式,在该第1侧壁上形 成包含绝缘材料之第2侧壁; 该第2侧壁系被第2高透磁性材料层所覆盖者。 5.如申请专利范围第1项之非挥发性磁性记忆装置, 其中 前述第1配线系由下而上包含第1高透磁性材料层 、及前述导电体层; 在沿着第1方向之前述隧道磁阻元件之侧面形成包 含绝缘材料之侧壁; 该侧壁、及前述绝缘膜及该第1配线之各侧面系被 第2高透磁性材料层所覆盖者。 6.一种非挥发性磁性记忆装置之制造方法,其特征 在于包含以下工序: (a)工序,其系在半导体基板上形成选择用电晶体者 ; (b)工序,其系在全面形成下层层间绝缘层者; (c)工序,其系在下层层间绝缘层设第1开口部,在该 第1开口部内形成连接于选择用电晶体之第1连接 孔者; (d)工序,其系在下层层间绝缘层上形成导电体层及 绝缘膜者; (e)工序,其系在位于第1连接孔上方之至少绝缘膜 及导电体层之部分形成第2开口部,在该第2开口部 内形成与导电体层电性绝缘,且连接于第1连接孔 之第2连接孔者; (f)工序,其系在绝缘膜上至少形成包含电性连接于 第2连接孔之第1强磁性体层、隧道绝缘膜及第2强 磁性体层之叠层构造者; (g)工序,其系将叠层构造、绝缘膜及导电体层图案 化成为在第1方向延伸之带状形状,以获得包含导 电体层且在第1方向延伸之第1配线者; (h)工序,其系选择地除去图案化成为带状之叠层构 造,以形成利用第1及第2强磁性体层夹着隧道绝缘 膜而成之隧道磁限元件者; (i)工序,其系在全面形成上层层间绝缘层者;及 (j)工序,其系在上层层间绝缘层上形成电性连接于 第2强磁性体层,且在异于第1方向之第2方向延伸之 第2配线者。 7.一种非挥发性磁性记忆装置之制造方法,其特征 在于包含: (a)工序,其系在半导体基板上形成选择用电晶体者 ; (b)工序,其系在全面形成下层层间绝缘层者; (c)工序,其系在下层层间绝缘层设第1开口部,在该 第1开口部内形成连接于选择用电晶体之第1连接 孔者; (d)工序,其系在下层层间绝缘层上形成第1高透磁 性材料层、导电体层及绝缘膜者; (e)工序,其系在位于第1连接孔上方之至少绝缘膜 、导电体层及第1高透磁性材料层部分形成第2开 口部,在该第2开口部内形成与导电体层电性绝缘, 且连接第1连接孔之第2连接孔者; (f)工序,其系在绝缘膜上至少形成包含电性连接于 第2连接孔之第1强磁性体层、隧道绝缘膜及第2强 磁性体层之叠层构造者; (g)工序,其系将叠层构造、绝缘膜、导电体层及第 1高透磁性材料层图案化成为在第1方向延伸之带 状形状,以获得包含导电体层及第1高透磁性材料 层且在第1方向延伸之第1配线者; (h)工序,其系在叠层构造、绝缘膜、导电体层及第 1高透磁性材料层之各侧面形成侧壁者; (i)工序,其系在侧壁上形成第2高透磁性材料层者; (j)工序,其系选择地除去图案化成为带状之叠层构 造及侧壁,以形成利用第1及第2强磁性体层夹着隧 道绝缘膜而成之隧道磁阻元件者; (k)工序,其系在全面形成上层层间绝缘层者;及 (l)工序,其系在上层层间绝缘层上形成电性连接于 第2强磁性体层,且在异于第1方向之第2方向延伸之 第2配线者。 8.如申请专利范围第7项之非挥发性磁性记忆装置 之制造方法,其中 侧壁系包含第1侧壁与第2侧壁之叠层构造; 在前述(h)工序中,以覆盖叠层构造、绝缘膜、导电 体层及第1高透磁性材料层各自之侧面之方式形成 第1侧壁,接着,以覆盖第1强磁性体层、绝缘膜、导 电体层及第1高透磁性材料层各自之侧面之方式在 第1侧壁上形成第2侧壁者。 9.如申请专利范围第7项之非挥发性磁性记忆装置 之制造方法,其中 侧壁系包含第1侧壁与第2侧壁之叠层构造; 在前述(h)工序中,以覆盖第1强磁性体层、绝缘膜 、导电体层及第1高透磁性材料层各自之侧面之方 式形成第1侧壁,接着,以覆盖叠层构造、绝缘膜、 导电体层及第1高透磁性材料层各自之侧面之方式 在第1侧壁上形成第2侧壁者。 10.一种非挥发性磁性记忆装置之制造方法,其特征 在于包含: (a)工序,其系在半导体基板上形成选择用电晶体者 ; (b)工序,其系在全面形成下层层间绝缘层者; (c)工序,其系在下层层间绝缘层设第1开口部,在该 第1开口部内形成连接于选择用电晶体之第1连接 孔者; (d)工序,其系在下层层间绝缘层上形成第1高透磁 性材料层、导电体层及绝缘膜者; (e)工序,其系在位于第1连接孔上方之至少绝缘膜 、导电体层及第1高透磁性材料层部分形成第2开 口部,在该第2开口部内形成与导电体层电性绝缘, 且连接第1连接孔之第2连接孔者; (f)工序,其系在绝缘膜上至少形成包含电性连接于 第2连接孔之第1强磁性体层、隧道绝缘膜及第2强 磁性体层之叠层构造者; (g)工序,其系将叠层构造图案化成为在第1方向延 伸之带状形状者; (h)工序,其系在叠层构造之侧面形成侧壁者; (i)工序,其系以叠层构造及侧壁为掩模,将绝缘膜 、导电体层及第1高透磁性材料层图案化成为沿着 第1方向延伸之带状形状,以获得包含导电体层及 第1高透磁性材料层且在第1方向延伸之第1配线者; (j)工序,其系在侧壁上、以及绝缘膜、导电体层及 第1高透磁性材料层各自之侧面,形成第2高透磁性 材料层者; (k)工序,其系选择地除去图案化成带状之叠层构造 及侧壁,以形成利用第1及第2强磁性体层夹着隧道 绝缘膜而成之隧道磁阻元件者; (l)工序,其系在全面形成上层层间绝缘层者;及 (m)工序,其系在上层层间绝缘层上,形成电性连接 于第2强磁性体层,且在异于第1方向之第2方向延伸 之第2配线者。 图式简单说明: 图1系发明之实施形态1之非挥发性磁性记忆装置 之模式的局部剖面图。 图2系发明之实施形态1之非挥发性磁性记忆装置 之隧道磁阻元件周边之放大之模式的局部剖面图 。 图3之(A)、(B)系发明之实施形态1之非挥发性磁性 记忆装置之制造方法之说明用之第1层间绝缘层等 之模式的局部剖面图。 图4系接续于图3之(B)后之发明之实施形态1之非挥 发性磁性记忆装置之制造方法之说明用之第1层间 绝缘层等之模式的局部剖面图。 图5系接续于图4后之发明之实施形态1之非挥发性 磁性记忆装置之制造方法之说明用之第1层间绝缘 层等之模式的局部剖面图。 图6之(A)及(B)系接续于图5后之发明之实施形态1之 非挥发性磁性记忆装置之制造方法之说明用之第1 层间绝缘层等之模式的局部剖面图。 图7系接续于图6之(B)后之发明之实施形态1之非挥 发性磁性记忆装置之制造方法之说明用之第1层间 绝缘层等之模式的局部剖面图。 图8系接续于图7后之发明之实施形态1之非挥发性 磁性记忆装置之制造方法之说明用之第1层间绝缘 层等之模式的局部剖面图。 图9之(A)及(B)系接续于图8后之发明之实施形态1之 非挥发性磁性记忆装置之制造方法之说明用之第1 层间绝缘层等之模式的局部剖面图。 图10系发明之实施形态2之非挥发性磁性记忆装置 之模式的局部剖面图。 图11系发明之实施形态2之非挥发性磁性记忆装置 之隧道磁阻元件周边之放大之模式的局部剖面图 。 图12之(A)及(B)系发明之实施形态2之非挥发性磁性 记忆装置之制造方法之说明用之第1层间绝缘层等 之模式的局部剖面图。 图13系接续于图12之(B)后之发明之实施形态2之非 挥发性磁性记忆装置之制造方法之说明用之第1层 间绝缘层等之模式的局部剖面图。 图14系接续于图13后之发明之实施形态2之非挥发 性磁性记忆装置之制造方法之说明用之第1层间绝 缘层等之模式的局部剖面图。 图15之(A)及(B)系接续于图14后之发明之实施形态2 之非挥发性磁性记忆装置之制造方法之说明用之 第1层间绝缘层等之模式的局部剖面图。 图16系接续于图15之(B)后之发明之实施形态2之非 挥发性磁性记忆装置之制造方法之说明用之第1层 间绝缘层等之模式的局部剖面图。 图17系接续于图16后之发明之实施形态2之非挥发 性磁性记忆装置之制造方法之说明用之第1层间绝 缘层等之模式的局部剖面图。 图18系接续于图17后之发明之实施形态2之非挥发 性磁性记忆装置之制造方法之说明用之第1层间绝 缘层等之模式的局部剖面图。 图19系接续于图18后之发明之实施形态2之非挥发 性磁性记忆装置之制造方法之说明用之第1层间绝 缘层等之模式的局部剖面图。 图20之(A)及(B)系接续于图19后之发明之实施形态2 之非挥发性磁性记忆装置之制造方法之说明用之 第1层间绝缘层等之模式的局部剖面图。 图21系在发明之实施形态2之非挥发性磁性记忆装 置中,模拟隧道磁阻元件附近之磁通分布之结果之 图。 图22系表示图34所示之以往之非挥发性磁性记忆装 置之星形曲线之一部分、图36所示之美国专利第 5940319号揭示之非挥发性磁性记忆装置之星形曲线 之一部分、发明之实施形态2之非挥发性磁性记忆 装置之星形曲线之一部分及发明之实施形态3之非 挥发性磁性记忆装置之星形曲线之一部分之曲线 图。 图23系发明之实施形态3之非挥发性磁性记忆装置 之模式的局部剖面图。 图24系发明之实施形态3之非挥发性磁性记忆装置 之隧道磁阻元件周边之放大之模式的局部剖面图 。 图25系在发明之实施形态3之非挥发性磁性记忆装 置中,模拟隧道磁阻元件附近之磁通分布之结果之 图。 图26系发明之实施形态4之非挥发性磁性记忆装置 之模式的局部剖面图。 图27系发明之实施形态4之非挥发性磁性记忆装置 之隧道磁阻元件周边之放大之模式的局部剖面图 。 图28系发明之实施形态5之非挥发性磁性记忆装置 之模式的局部剖面图。 图29系发明之实施形态5之非挥发性磁性记忆装置 之隧道磁阻元件周边之放大之模式的局部剖面图 。 图30系发明之实施形态5之非挥发性磁性记忆装置 之制造方法之说明用之第1层间绝缘层等之模式的 局部剖面图。 图31系接续于图30后之发明之实施形态5之非挥发 性磁性记忆装置之制造方法之说明用之第1层间绝 缘层等之模式的局部剖面图。 图32系接续于图31后之发明之实施形态5之非挥发 性磁性记忆装置之制造方法之说明用之第1层间绝 缘层等之模式的局部剖面图。 图33之(A)及(B)系接续于图32后之发明之实施形态5 之非挥发性磁性记忆装置之制造方法之说明用之 第1层间绝缘层等之模式的局部剖面图。 图34系以往之非挥发性磁性记忆装置之模式的局 部剖面图。 图35系表示非挥发性磁性记忆装置之MRAM之星形曲 线之模式图。 图36系以往之非挥发性磁性记忆装置之模式的局 部剖面图。 图37系在具有图34所示构造之以往之非挥发性磁性 记忆装置中,模拟隧道磁阻元件附近之磁通分布之 结果之图。 图38系在具有图36所示构造之以往之非挥发性磁性 记忆装置中,模拟隧道磁阻元件附近之磁通分布之 结果之图。 |
