磁存储装置以及磁存储装置的制造方法制造方法及图纸

实施方式提供能够以高纵横比配置磁阻效应元件的磁存储装置以及磁存储装置的制造方法。实施方式的磁存储装置具备第1导电体，其沿着第1方向延伸；第2导电体，其在第1导电体的上方沿着第2方向延伸；以及第1层叠体，其设置在第1导电体与第2导电体之间，包括第1磁阻效应元件。第1层叠体沿着第1层叠体的层叠面具有矩形形状，第1层叠体的矩形形状的边与第1方向和第2方向都交叉。第2方向都交叉。第2方向都交叉。

【技术实现步骤摘要】
磁存储装置以及磁存储装置的制造方法
[0001]本申请享受以日本特许申请2020
‑
042014号(申请日：2020年3月11日)为基础申请的优先权。本申请通过参照该基础申请而包含基础申请的全部内容。


[0002]实施方式涉及磁存储装置以及磁存储装置的制造方法。

技术介绍

[0003]已知使用了磁阻效应元件作为存储元件的磁存储装置(MRAM：Magnetoresistive Random Access Memory(磁阻式随机存取存储器))。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的课题在于，提供能够以高纵横(aspect)比配置磁阻效应元件的磁存储装置以及磁存储装置的制造方法。
[0005]实施方式的磁存储装置具备：第1导电体，其沿着第1方向延伸；第2导电体，其在上述第1导电体的上方沿着第2方向延伸；以及第1层叠体，其设置在上述第1导电体与上述第2导电体之间，包括第1磁阻效应元件。上述第1层叠体沿着上述第1层叠体的层叠面具有矩形形状，上述第1层叠体的上述矩形形状的边与上述第1方向和上述第2方向都交叉。
附图说明
[0006]图1是用于说明实施方式涉及的磁存储装置的结构的框图。
[0007]图2是用于说明实施方式涉及的磁存储装置的存储单元阵列的结构的电路图。
[0008]图3是用于说明实施方式涉及的磁存储装置的存储单元阵列的结构的俯视图。
[0009]图4是用于说明实施方式涉及的磁存储装置的存储单元阵列的结构的剖视图。/>[0010]图5是用于说明实施方式涉及的磁存储装置的存储单元阵列的结构的剖视图。
[0011]图6是用于说明实施方式涉及的磁存储装置的磁阻效应元件的结构的剖视图。
[0012]图7是用于说明实施方式涉及的磁存储装置中的存储单元阵列的制造方法的剖视图。
[0013]图8是用于说明实施方式涉及的磁存储装置中的存储单元阵列的制造方法的剖视图。
[0014]图9是用于说明实施方式涉及的磁存储装置中的存储单元阵列的制造方法的剖视图。
[0015]图10是用于说明实施方式涉及的磁存储装置中的存储单元阵列的制造方法的俯视图。
[0016]图11是用于说明实施方式涉及的磁存储装置中的存储单元阵列的制造方法的剖视图。
[0017]图12是用于说明实施方式涉及的磁存储装置中的存储单元阵列的制造方法的示
意图。
[0018]图13是用于说明实施方式涉及的磁存储装置中的存储单元阵列的制造方法的剖视图。
[0019]图14是用于说明实施方式涉及的磁存储装置中的存储单元阵列的制造方法的剖视图。
[0020]图15是用于说明实施方式涉及的磁存储装置中的存储单元阵列的制造方法的俯视图。
[0021]图16是用于说明实施方式涉及的磁存储装置中的存储单元阵列的制造方法的剖视图。
[0022]图17是用于说明实施方式涉及的磁存储装置中的存储单元阵列的制造方法的剖视图。
[0023]图18是用于说明变形例涉及的磁存储装置的存储单元阵列的结构的剖视图。
[0024]图19是用于说明变形例涉及的磁存储装置的存储单元阵列的结构的剖视图。
[0025]标号说明
[0026]1磁存储装置；10存储单元阵列；11行选择电路；12列选择电路；13译码电路；14写入电路；15读出电路；16电压生成电路；17输入输出电路；18控制电路；20半导体基板；21、24导电体；22、23元件；31、32、34、36非磁性体；33、35、37铁磁性体；41、45、46绝缘体；42磁阻效应元件层；43选择元件层；44、44A掩模；50对准标记。
具体实施方式
[0027]以下，参照附图对实施方式进行说明。此外，在以下的说明中，对具有相同功能和结构的构成要素标注共同的参照标号。另外，在对具有共同的参照标号的多个构成要素进行区别的情况下，对该共同的参照标号附加角标来加以区别。此外，在不需要特别区分多个构成要素的情况下，对该多个构成要素仅标注共同的参照标号，而不附加角标。在此，角标不限于下标字符、上标字符，例如包括在参照标号的末尾添加的小写字母以及表示排列的索引等。
[0028]1.实施方式
[0029]对实施方式涉及的磁存储装置进行说明。实施方式涉及的磁存储装置例如包括垂直磁化方式的磁存储装置，该垂直磁化方式的磁存储装置使用了通过磁隧道结(MTJ：Magnetic Tunnel Junction)而具有磁阻效应(Magnetoresistance effect)的元件(也称为MTJ元件或者Magnetoresistance effect element。)作为电阻变化元件。
[0030]1.1结构
[0031]首先，对实施方式涉及的磁存储装置的结构进行说明。
[0032]1.1.1磁存储装置的结构
[0033]图1是表示实施方式涉及的磁存储装置的结构的框图。如图1所示，磁存储装置1具备存储单元阵列10、行选择电路11、列选择电路12、译码电路13、写入电路14、读出电路15、电压生成电路16、输入输出电路17以及控制电路18。
[0034]存储单元阵列10具备分别与行(row)和列(column)的组关联了的多个存储单元MC。具体而言，处于同一行的存储单元MC连接于同一字线WL，处于同一列的存储单元MC连接
于同一位线BL。
[0035]行选择电路11经由字线WL与存储单元阵列10连接。对行选择电路11提供来自译码电路13的地址ADD的译码结果(行地址)。行选择电路11将与基于了地址ADD的译码结果的行对应的字线WL设定为选择状态。以下，将设定为选择状态的字线WL称为选择字线WL。另外，将选择字线WL以外的字线WL称为非选择字线WL。
[0036]列选择电路12经由位线BL与存储单元阵列10连接。对列选择电路12提供来自译码电路13的地址ADD的译码结果(列地址)。列选择电路12将与基于了地址ADD的译码结果的列对应的位线BL设定为选择状态。以下，将设定为选择状态的位线BL称为选择位线BL。另外，将选择位线BL以外的位线BL称为非选择位线BL。
[0037]译码电路13对来自输入输出电路17的地址ADD进行译码。译码电路13将地址ADD的译码结果提供给行选择电路11和列选择电路12。地址ADD包括所选择的列地址和行地址。
[0038]写入电路14进行向存储单元MC的数据写入。写入电路14例如包括写入驱动器(未图示)。
[0039]读出电路15进行从存储单元MC的数据读出。读出电路15例如包括读出放大器(sense amplifier)(未图示)。
[0040]电压生成电路16使用从磁存储装置1的外部(未图示)提供的电源电压，生成用于存储单元阵列10的各种动作的电压。例如，电压生成电路16生成写入动作时所需要的各种电压，并输出给写入电路14。另外，例如本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁存储装置，具备：第1导电体，其沿着第1方向延伸；第2导电体，其在所述第1导电体的上方沿着第2方向延伸；以及第1层叠体，其设置在所述第1导电体与所述第2导电体之间，包括第1磁阻效应元件，所述第1层叠体沿着所述第1层叠体的层叠面具有矩形形状，所述第1层叠体的所述矩形形状的边与所述第1方向和所述第2方向都交叉。2.根据权利要求1所述的磁存储装置，还具备：第3导电体，其沿着所述第1方向延伸，并且与所述第1导电体沿着所述第2方向排列；和第2层叠体，其设置在所述第3导电体与所述第2导电体之间，包括第2磁阻效应元件，所述第2层叠体沿着所述第2层叠体的层叠面具有矩形形状，所述第2层叠体的所述矩形形状的边与所述第1方向和所述第2方向都交叉。3.根据权利要求2所述的磁存储装置，所述第1层叠体的所述矩形形状具有与所述第2层叠体的所述矩形形状平行的边。4.根据权利要求2所述的磁存储装置，还具备：第4导电体，其沿着所述第2方向延伸，并且与所述第2导电体沿着所述第1方向排列；和第3层叠体，其设置在所述第3导电体与所述第4导电体之间，包括第3磁阻效应元件，所述第3层叠体沿着所述第3层叠体的层叠面具有矩形形状，所述第3层叠体的所述矩形形状的边与所述第1方向和所述第2方向都交叉。5.根据权利要求4所述的磁存储装置，所述第1层叠体的所述矩形形状具有与所述第3层叠体的所述矩形形状平行的边。6.根据权利要求4所述的磁存储装置，所述磁存储装置还具备在所述第1层叠体、所述第2层叠体以及所述第3层叠体的下方设置在所述第1导电体与所述第3导电体之间的绝缘体，所述绝缘体中的所述第1层叠体与所述第2层叠体之间的第1部分的上表面的高度和所述绝缘体中的所述第1层叠体与所述第3层叠体之间的第2部分的上表面的高度一致。7.根据权利要求2所述的磁存储装置，所述第1层叠体与所述第2层叠体之间的距离为50纳米以下。8.根据权利要求7所述的磁存储装置，所述第1磁阻效应元件包括第1铁磁性层、第2铁磁性层以及所述第1铁磁性层与所述第2铁磁性层之间的非磁性层，所述非磁性层中的所述矩形形状的边的长度为20纳米以下。9.根据权利要求8所述的磁存储装置，所述非磁性层包含镁即Mg的氧化物。10.根据权利要求9所...

【专利技术属性】
技术研发人员：落合隆夫，富冈和广，
申请(专利权)人：铠侠股份有限公司，
类型：发明
国别省市：