磁存储装置制造方法及图纸

本公开提供了磁存储装置。一种磁存储装置包括：基板；在基板上的着陆焊盘；第一磁隧道结图案和第二磁隧道结图案，设置在基板上并且当从平面图观看时与着陆焊盘间隔开；以及互连结构，将第二磁隧道结图案的顶表面电连接到着陆焊盘。当从平面图观看时，着陆焊盘和第一磁隧道结图案之间的距离大于第一磁隧道结图案和第二磁隧道结图案之间的距离，并且着陆焊盘和第二磁隧道结图案之间的距离大于第一磁隧道结图案和第二磁隧道结图案之间的距离。

【技术实现步骤摘要】
磁存储装置
本专利技术构思的实施方式涉及半导体装置及其制造方法，更具体地，涉及包括磁隧道结图案的磁存储装置及其制造方法。
技术介绍
对于高速且低功耗的电子产品需要可快速读/写且低电压的存储装置。已经发展了磁存储装置来满足这些需求。由于其高的运行特性以及以非易失性的方式存储数据的能力，磁存储装置可以满足下一代存储装置的需求。磁存储装置采用磁隧道结(MTJ)图案来存储信息。磁隧道结图案可包括两个磁层和设置在这两个磁层之间的绝缘层。磁隧道结图案的电阻取决于这两个磁层的磁化方向。例如，当这两个磁层的磁化方向彼此反平行时，磁隧道结图案可以具有相对大的电阻。当这两个磁层的磁化方向彼此平行时，磁隧道结图案可以具有相对小的电阻。磁存储装置可以利用磁隧道结图案的电阻之间的差异来读取/写入数据。在自旋转移力矩磁随机存取存储器(STT-MRAM)器件中，向磁单元写入数据所需的写电流的大小可以随着磁单元的尺寸的减小而减小。因此，期望减小STT-MRAM器件的尺寸。
技术实现思路
本专利技术构思的实施方式提供具有改善的可靠性的磁存储装置。在一个方面中，一种磁存储装置可以包括：基板；在基板上的着陆焊盘(landingpad)；第一磁隧道结图案和第二磁隧道结图案，设置在基板上并在从平面图观看时与着陆焊盘间隔开；以及互连结构，将第二磁隧道结图案的顶表面电连接到着陆焊盘。当从平面图观看时，第一磁隧道结图案和第二磁隧道结图案可以彼此间隔开第一距离。当从平面图观看时，着陆焊盘和第一磁隧道结图案之间的距离可以大于第一距离。当从平面图观看时，着陆焊盘和第二磁隧道结图案之间的距离可以大于第一距离。在一个方面中，一种磁存储装置可以包括至少一个存储器列，每个存储器列包括布置在第一方向上的多个单位存储器单元。每个单位存储器单元可以包括：着陆焊盘；第一磁隧道结图案，当从平面图观看时与着陆焊盘分隔开第一距离；第二磁隧道结图案，当从平面图观看时与着陆焊盘分隔开第二距离并与第一磁隧道结图案分隔开第三距离；以及互连结构，将着陆焊盘电连接到第二磁隧道结图案的顶表面。第一距离和第二距离可以大于第三距离。在另一个方面中，一种磁存储装置包括基板、在基板上的层间绝缘层以及在基板上的磁存储器单元。磁存储器单元包括：在基板上的着陆焊盘；第一磁隧道结图案和第二磁隧道结图案，在层间绝缘层并且与着陆焊盘分隔开；第一位线，导电地连接到第一磁隧道结图案的上部；第二位线，导电地连接到第二磁隧道结图案的下部；以及在着陆焊盘上的互连结构，该互连结构穿过层间绝缘层并将着陆焊盘导电地连接到第二磁隧道结图案的上部。第二磁隧道结图案和着陆焊盘之间的第一分隔距离大于第一磁隧道结图案和第二磁隧道结图案之间的第二分隔距离。附图说明由于附图和伴随的详细描述，本专利技术构思将变得更加明显。图1是示出根据本专利技术构思的某些实施方式的磁存储装置的示意性方框图。图2是示出根据本专利技术构思的某些实施方式的磁存储装置的单元阵列的电路图。图3是示出根据本专利技术构思的某些实施方式的磁存储装置的单位存储器单元的电路图。图4是示出根据本专利技术构思的某些实施方式的磁存储装置的单位存储器单元的平面图。图5是沿着图4的线I-I’剖取的截面图。图6是示出根据本专利技术构思的某些实施方式的磁存储装置的单位存储器单元的平面图。图7A至图7E是示出根据本专利技术构思的某些实施方式的磁存储装置的存储器单元阵列的平面图。图8A至图8C是示出根据本专利技术构思的某些实施方式的制造磁存储装置的单位存储器单元的方法的截面图。图9A和图9B是示出根据本专利技术构思的某些实施方式的磁隧道结图案的概念图。具体实施方式这里说明和示出的本专利技术构思的各方面的示范性实施方式包括它们的互补对应物。相同的附图标记或相同的参考指示符在整个说明书中表示相同的元件。图1是示出根据本专利技术构思的某些实施方式的磁存储装置的示意性方框图。参照图1，磁存储装置包括存储器单元阵列1、字线解码器2、字线驱动器3、位线解码器4、读写电路5以及控制逻辑电路6。存储器单元阵列1可以包括多个存储器块BLK0至BLKn。存储器块BLK0至BLKn的每个可以包括多个存储器单元、多个字线、多个位线和多个源极线。字线、位线和源极线可以电连接到存储器单元。字线解码器2可以解码从外部系统输入的地址信号以选择字线中的一条。字线解码器2中解码的地址信号可以提供到字线驱动器3。字线驱动器3可以响应于由控制逻辑电路6输出的控制信号而将从电压产生电路(未示出)产生的被选择字线电压和未被选择字线电压分别提供到被选择的字线和未被选择的字线。字线解码器2和字线驱动器3可以共同地连接到多个存储器块BLK0至BLKn，并可以将驱动信号提供到由块选择信号选择的一个存储器块的字线。位线解码器4可以解码从外部系统输入的地址信号以选择位线中的一条。位线解码器4可以共同地连接到多个存储器块BLK0至BLKn，并可以将数据提供到由块选择信号选择的存储器块的位线。读写电路5可以通过位线连接到存储器单元阵列1。读写电路5可以响应于从位线解码器4接收的位线选择信号而选择位线中的一条。读写电路5可以配置为与外部系统交换数据。读写电路5可以响应于由控制逻辑电路6输出的控制信号而操作。读写电路5可以从控制逻辑电路6接收电力(例如电压或电流)，并可以将该电力提供到所选择的位线。控制逻辑电路6可以控制磁存储装置的整个操作。控制逻辑电路6可以接收控制信号和外部电压，并可以响应于所接收的控制信号来操作。控制逻辑电路6可以借助于外部电压产生进行读/写操作所需的电力。控制逻辑电路6可以响应于控制信号来控制读操作、写操作和/或擦除操作。图2是示出根据本专利技术构思的某些实施方式的磁存储装置的单元阵列的电路图。例如，图2是示出参照图1描述的存储器单元阵列的实施方式的电路图。参照图2，存储器单元阵列1可以包括多个字线WL、多个位线BL1和BL2、多个源极线SL和多个单位存储器单元10。位线BL1和BL2可以交叉字线WL。如图2所示，源极线SL可以平行于位线BL1和BL2。然而，本专利技术构思的实施方式不限于此。在某些实施方式中，与图2不同，源极线SL可以平行于字线WL。每个单位存储器单元10可以连接在一个字线WL和交叉所述一个字线WL的一对位线BL1和BL2之间。每个单位存储器单元10可以包括第一存储器元件ME1和第二存储器元件ME2以及第一选择元件SE1和第二选择元件SE2。第一存储器元件ME1可以连接在第一选择元件SE1和第一位线BL1之间，第二存储器元件ME2可以连接在第二选择元件SE2和第二位线BL2之间。第一选择元件SE1可以连接在第一存储器元件ME1和源极线SL之间，第二选择元件SE2可以连接在第二存储器元件ME2和源极线SL之间。第一选择元件SE1和第二选择元件SE2可以共用一个源极线SL，并可以由相同的字线WL控制。此外，布置在第一方向或垂直于第一方向的第二方向上的单位存储器单元10可以共同地连接到源极线SL。一个单位存储器单元10可以由一个字线WL和一对位线BL1和BL2选择。在某些实施方式中，第一存储器元件ME1和第二存储器元件ME2的每个可以是可变电阻元件，其通过施加到其的电脉冲可在两个电阻状态之间切换。第一存储器元件ME1和第二存储器元件ME2可以由具有根据施加到其的电流或电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁存储装置，包括：基板；着陆焊盘，在所述基板上；第一磁隧道结图案和第二磁隧道结图案，在所述基板上，所述第一磁隧道结图案和所述第二磁隧道结图案与所述着陆焊盘间隔开；以及互连结构，将所述第二磁隧道结图案的顶表面电连接到所述着陆焊盘，其中所述第一磁隧道结图案与所述着陆焊盘间隔开第一距离，其中所述第二磁隧道结图案与所述着陆焊盘间隔开第二距离，其中所述第一磁隧道结图案与所述第二磁隧道结图案间隔开第三距离，其中所述第一距离大于所述第三距离，并且其中所述第二距离大于所述第三距离。

【技术特征摘要】
2015.10.15 KR 10-2015-0144268;2015.11.09 KR 10-2011.一种磁存储装置，包括：基板；着陆焊盘，在所述基板上；第一磁隧道结图案和第二磁隧道结图案，在所述基板上，所述第一磁隧道结图案和所述第二磁隧道结图案与所述着陆焊盘间隔开；以及互连结构，将所述第二磁隧道结图案的顶表面电连接到所述着陆焊盘，其中所述第一磁隧道结图案与所述着陆焊盘间隔开第一距离，其中所述第二磁隧道结图案与所述着陆焊盘间隔开第二距离，其中所述第一磁隧道结图案与所述第二磁隧道结图案间隔开第三距离，其中所述第一距离大于所述第三距离，并且其中所述第二距离大于所述第三距离。2.如权利要求1所述的磁存储装置，还包括：第一底部电极，电连接到所述第一磁隧道结图案的底表面；和第二底部电极，电连接到所述第二磁隧道结图案的底表面，其中所述着陆焊盘的顶表面相对于所述基板的顶表面设置在与所述第一底部电极的顶表面和所述第二底部电极的顶表面相同的水平面处。3.如权利要求1所述的磁存储装置，还包括在所述基板上的第一选择元件和第二选择元件，其中所述第一选择元件电连接到所述第一磁隧道结图案的底表面，并且其中所述第二选择元件通过所述着陆焊盘和所述互连结构电连接到所述第二磁隧道结图案的顶表面。4.如权利要求1所述的磁存储装置，还包括：第一位线和第二位线，其中所述第一位线电连接到所述第一磁隧道结图案的顶表面，并且其中所述第二位线电连接到所述第二磁隧道结图案的底表面。5.如权利要求1所述的磁存储装置，其中所述第一磁隧道结图案和所述第二磁隧道结图案相对于所述基板的顶表面设置在相同的水平面处。6.如权利要求1所述的磁存储装置，其中所述第一磁隧道结图案包括：第一自由图案；第一被钉扎图案；以及第一隧道阻挡图案，设置在所述第一自由图案和所述第一被钉扎图案之间，其中所述第二磁隧道结图案包括：第二自由图案；第二被钉扎图案；以及第二隧道阻挡图案，设置在所述第二自由图案和所述第二被钉扎图案之间，其中所述第一自由图案和所述第一被钉扎图案在所述基板上的堆叠顺序与所述第二自由图案和所述第二被钉扎图案在所述基板上的堆叠顺序相同。7.一种磁存储装置，包括：至少一个存储器列，每个存储器列包括布置在第一方向上的多个单位存储器单元，其中每个所述单位存储器单元包括：着陆焊盘；第一磁隧道结图案，与所述着陆焊盘间隔开第一距离；第二磁隧道结图案，与所述着陆焊盘间隔开第二距离并与所述第一磁隧道结图案间隔开第三距离；以及互连结构，将所述着陆焊盘电连接到所述第二磁隧道结图案的顶表面，其中所述第一距离和所述第二距离大于所述第三距离。8.如权利要求7所述的磁存储装置，其中包括在所述存储器列中的所述第一磁隧道结图案布置在所述第一方向上，并且其中所述第一距离和所述第二距离大于所述第一磁隧道结图案之间在所述第一方向上的距离。9.如权利要求7所述的磁存储装置，其中包括在所述存储器列中的所述第二磁隧道结图案布置在所述第一方向上，并且其中所述第一距离和所述第二距离大于所述第二磁隧道结图案之间在所述第一方向上的距离。10.如权利要求7所述的磁存储装置，其中包括在所述存储器列中的所述第一磁隧道结图案布置在所述第一方向上，其中包括在所述存储器列中的所述第二磁隧道结图案布置在所述第一方向上，并且其中所述第三距离等于所述第一磁隧道结图案之间在所述第一方向上的距离和所述第二磁隧道结图案之间在所述第一方向上的距离。11.如权利要求10所述的磁存储装置，其中所述第一磁隧道结图案和所述第二磁隧道结图案沿着所述第一方向布置成Z字形图案。12.如权利要求7所述的磁存储装置，其中包括在所述存储器列中的所述第一磁隧...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐辅永，徐宣揆，高宽协，李龙圭，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR