磁存储装置及磁存储装置的制造方法制造方法及图纸

技术编号:36866270 阅读:45 留言:0更新日期:2023-03-15 19:11
实施方式提供包括具有高的电特性的存储单元的磁存储装置。一实施方式的磁存储装置包括实质上由非磁性的非氮材料形成的第1导电体。第1绝缘体覆盖第1导电体的侧面,由非氮材料实质上形成。第2导电体位于第1导电体上,由非磁性的非氮材料实质上形成。可变电阻材料位于第2导电体上。第3导电体位于可变电阻材料上,由非磁性的非氮材料实质上形成。第1铁磁性层位于第3导电体上。绝缘层位于第1铁磁性层上。第2铁磁性层位于绝缘层上。第4导电体位于第2铁磁性层上,由非磁性的非氮材料实质上形成。第2绝缘体覆盖第1铁磁性层的侧面、绝缘层的侧面以及第2铁磁性层的侧面,由非氮材料实质上形成。第3绝缘体位于第2绝缘体的表面上。质上形成。第3绝缘体位于第2绝缘体的表面上。质上形成。第3绝缘体位于第2绝缘体的表面上。

【技术实现步骤摘要】
磁存储装置及磁存储装置的制造方法
[0001]本申请享受以日本专利申请2021

146822号(申请日:2021年9月9日)及美国专利申请17/691652(申请日:2022年3月10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]实施方式概括而言涉及磁存储装置。

技术介绍

[0003]作为存储装置的一种,已知有磁存储装置。磁存储装置使用包含了发挥磁阻效应的元件的存储单元来存储数据。为了提高磁存储装置的特性,希望存储单元具有高的电特性。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的课题在于,提供一种包含具有高的电特性的存储单元的磁存储装置。
[0005]一个实施方式涉及的磁存储装置包括第1导电体、第1绝缘体、第2导电体、可变电阻材料、第3导电体、第1铁磁性层、绝缘层、第2铁磁性层、第4导电体、第2绝缘体以及第3绝缘体。上述第1导电体实质上由非磁性的非氮材料形成。上述第1绝缘体覆盖上述第1导电体的侧面,实质上由非氮材料形成。上述第2导电体位于上述第1导电体上,实质上由非磁性的非氮材料形成。上述可变电阻材料位于上述第2导电体上。上述第3导电体位于上述可变电阻材料上,实质上由非磁性的非氮材料形成。上述第1铁磁性层位于上述第3导电体上。上述绝缘层位于上述第1铁磁性层上。上述第2铁磁性层位于上述绝缘层上。上述第4导电体位于上述第2铁磁性层上,实质上由非磁性的非氮材料形成。上述第2绝缘体覆盖上述第1铁磁性层的侧面、上述绝缘层的侧面、上述第2铁磁性层的侧面,实质上由非氮材料形成。上述第3绝缘体位于上述第2绝缘体的表面上。
附图说明
[0006]图1示出第1实施方式的磁存储装置的功能框及关联的要素。
[0007]图2是第1实施方式的存储单元阵列的电路图。
[0008]图3示出第1实施方式的存储单元阵列的一部分的剖面的构造。
[0009]图4示出第1实施方式的存储单元阵列的一部分的剖面的构造。
[0010]图5示出第1实施方式的存储单元的构造的例子的剖面。
[0011]图6示出第1实施方式的磁存储装置的一部分的制造工序之间的一状态。
[0012]图7示出继图6之后的状态。
[0013]图8示出继图7之后的状态。
[0014]图9示出参考用的磁存储装置的存储单元的构造的剖面。
[0015]图10示出呈现抑制MR比降低的实验的结果。
[0016]图11示出呈现抑制MR比降低的实验的结果。
[0017]图12示出呈现抑制MR比降低的实验的结果。
[0018]图13示出第2实施方式的磁存储装置的功能框及关联的要素。
[0019]图14示出第2实施方式的存储单元的电路构成。
[0020]图15示出第2实施方式的存储单元的构造的例子的剖面。
[0021]图16示出第2实施方式的磁存储装置的一部分的制造工序之间的一状态。
[0022]附图标记说明
[0023]1…
磁存储装置,2

存储控制器,11

存储单元阵列,12

输入输出电路,13

控制电路,14

行选择电路,15

列选择电路,16

写入电路,17

读出电路,MC

存储单元,WL

字线,BL

位线,MTJ

磁阻效应元件,SE

开关元件,21

导电体,22

导电体,23

层间绝缘体,24

下部电极,25

可变电阻材料,26

中间电极,31

铁磁性层,32

绝缘层,33

铁磁性层,35

硬掩膜,41

侧壁绝缘体,42

层间绝缘体。
具体实施方式
[0024]以下,参照附图来说明实施方式。在以下的说明中,存在具有大致相同功能及构成的构成要素标注同一附图标记并省略重复的说明的情况。
[0025]附图是示意性的,厚度与平面尺寸的关系、各层的厚度的比率等可能与现实的不同。在附图彼此之间,也可能包含彼此的尺寸的关系、比率不同的部分。关于某实施方式的说明,只要没有全部明示地或当然地排除,作为其它的实施方式的说明也是适合的。各实施方式例示用于将该实施方式的技术思想具体化的装置、方法,实施方式的技术思想,不将构成部件的材质、形状、构造、配置等特定为下述内容。
[0026]在本说明书及权利要求书中,对于某第1要素“连接”于其它的第2要素,包括第1要素直接地或始终或者选择性地经由成为导电性的要素连接于第2要素。
[0027]以下,使用xyz正交坐标系,来说明实施方式。在以下的说明中,“下”这一表述及其派生词以及关联词,指的是z轴上的更小的坐标的位置,“上”这一表述及其派生词以及关联词,指的是z轴上的更大的坐标的位置。
[0028]1.1.第1实施方式
[0029]1.1.构造(构成)
[0030]1.1.1.整体构造
[0031]图1示出第1实施方式的磁存储装置的功能框。如图1所示,磁存储装置1由存储控制器2控制。磁存储装置1是使用铁磁性体来存储数据的存储装置。磁存储装置1包含存储单元阵列11、输入输出电路12、控制电路13、行选择电路14、列选择电路15、写入电路16、以及读出电路17。
[0032]存储单元阵列11是多个存储单元MC的集合。存储单元MC能够非易失性地存储数据。多个字线WL及多个位线BL位于存储单元阵列11中。各存储单元MC与1个字线WL及1个位线BL连接。字线WL与行(row)建立关联。位线BL与列(column)建立关联。通过1个行的选择及1个列的选择,确定1个存储单元MC。
[0033]输入输出电路12是进行数据及信号的输入输出的电路。输入输出电路12从存储控
制器2接收控制信号CNT、命令CMD、地址信号ADD、数据(写入数据)DAT。输入输出电路12向存储控制器2发送数据(读出数据)DAT。
[0034]行选择电路14从输入输出电路12接收地址信号ADD,使与根据所接收到的地址信号ADD确定的行建立关联的1个字线WL成为被选择的状态。
[0035]列选择电路15从输入输出电路12接收地址信号ADD,使与根据接收到的地址信号ADD确定的列建立关联的1个或多个位线BL成为被选择的状态。
[0036]控制电路13从输入输出电路12接收控制信号CNT及命令CMD。控制电路13基于由控制信号CNT指示的控制及命令CMD,控制写入电路16及读出电路17。具体地说,控制电路13在向存本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁存储装置,具备:实质上由非磁性的非氮材料形成的第1导电体;覆盖所述第1导电体的侧面且实质上由非氮材料形成的第1绝缘体;所述第1导电体上的、实质上由非磁性的非氮材料形成的第2导电体;所述第2导电体上的可变电阻材料;所述可变电阻材料上的、实质上由非磁性的非氮材料形成的第3导电体;所述第3导电体上的第1铁磁性层;所述第1铁磁性层上的绝缘层;所述绝缘层上的第2铁磁性层;所述第2铁磁性层上的、实质上由非磁性的非氮材料形成的第4导电体;覆盖所述第1铁磁性层的侧面、所述绝缘层的侧面以及所述第2铁磁性层的侧面且实质上由非氮材料形成的第2绝缘体;以及所述第2绝缘体的表面上的第3绝缘体。2.根据权利要求1所述的磁存储装置,所述第1导电体、所述第2导电体、所述第3导电体以及所述第4导电体实质上由具有1800度以上的熔点的材料形成。3.根据权利要求1所述的磁存储装置,所述第1导电体、所述第2导电体、所述第3导电体以及所述第4导电体实质上由铪、钽、钨、锆、铌、钼、钛、钒、铬、硅、硼、碳中的一种以上形成。4.根据权利要求1所述的磁存储装置,所述第2绝缘体实质上由具有

1.5以下的标准电极电位的氧化物形成。5.根据权利要求1所述的磁存储装置,所述第2绝缘体实质上由第1种元素的氧化物的一种以上或者包含所述第1种元素的两种以上的物质的氧化物形成,所述第1种元素是铍、镁、铝、硅、钙、钪、钒、锌、镓、锗、锶、钇、锆、钡、铪、镧、铯、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥。6.根据权利要求1所述的磁存储装置,所述第1绝缘体实质上由硅氧化物形成。7.根据权利要求1所述的磁存储装置,所述第1绝缘体在所述第2导电体所处的第1侧的第1面,向与所述第1侧相反的第2侧弯曲,所述第1导电体在所述第2导电体所处的第3侧的角,朝向与所述第3侧相反的第4侧弯曲。8.根据权利要求7所述的磁存储装置,所述第2绝缘体覆盖所述第3导电体的侧面、所述可变电阻材料的侧面、所述第2导电体的侧面、所述第1导电体的所述角以及所述第1绝缘体的所述第1面。9.根据权利要求1~8中任一项所述的磁存储装置,所述第3绝缘体包含硅氮化物。10.一种磁存储装置,具备:
实质上由非氮材料形成的第1导电体;覆盖所述第1导电体的侧面且实质上由非氮材料形成的第1绝缘体;所述第1导电体上的第1铁磁性层;所述第1铁磁性层上的绝缘层;所述绝缘层上的第2铁磁性层;所述第2铁磁性层上的、实质上由非磁性的非氮材料形成的第2导电体;覆盖所述第1铁磁性层的侧面、所述绝缘层的侧面以及所...

【专利技术属性】
技术研发人员:泽田和也永濑俊彦吉野健一富冈和广秋山直纪岛野拓也相川尚德五十岚太一
申请(专利权)人:铠侠股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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