JP2002026421A - Method of manufacturing magnetoresistive effect deice and ferromagnetic tunnel junction device - Google Patents

Method of manufacturing magnetoresistive effect deice and ferromagnetic tunnel junction device

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JP2002026421A
JP2002026421A JP2000200120A JP2000200120A JP2002026421A JP 2002026421 A JP2002026421 A JP 2002026421A JP 2000200120 A JP2000200120 A JP 2000200120A JP 2000200120 A JP2000200120 A JP 2000200120A JP 2002026421 A JP2002026421 A JP 2002026421A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form a ferromagnetic tunnel junction without using an ion milling method, to surely connect an upper wiring electrode to the fine ferromagnetic tunnel junction, and to manufacture a ferromagnetic tunnel junction device having a high yield and excellent reproducibility at a lower cost. SOLUTION: In a method of manufacturing a ferromagnetic tunnel junction device, after a lower wiring electrode 202 is formed on a substrate 201, a spacer layer 203 and an insulating film 204 are deposited on the lower wiring electrode 202, an opening 205 is bored in the layers 203 and 204, the opening 205 bored in the spacer layer 203 is set larger than that bored in the insulating layer 204 so as to produce a gap 206 under the insulating film 204, a TMR film composed of two ferromagnetic conductive layers and a non-magnetic tunnel barrier layer interposed between them is deposited, a ferromagnetic tunnel junction 207 is formed on the lower wiring electrode 202 exposed inside the opening 205, separating from the insulating film 204, and then an upper wiring electrode 208 is formed on the top surface of the tunnel junction 207 and connected to it.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高密度磁気ディス
ク装置における再生用磁気ヘッド,メモリ装置,及び磁
界センサ等に使用される磁気抵抗効果素子の製造方法に
関する。また本発明は、特に強磁性トンネル磁気抵抗効
果を利用してメモリ等を構成する強磁性トンネル接合素
子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a magnetoresistive element used for a reproducing magnetic head, a memory device, a magnetic field sensor and the like in a high density magnetic disk drive. In addition, the present invention particularly relates to a ferromagnetic tunnel junction device that configures a memory or the like utilizing the ferromagnetic tunnel magnetoresistance effect.

【0002】[0002]

【従来の技術】強磁性体薄膜を用いた磁気抵抗効果素子
は、磁気ヘッドや磁気センサ等に用いられているが、近
年その応用として、半導体基板上の磁気記録素子である
磁気ランダムアクセスメモリ(以下、MRAMと略記)
が提案されている。このMRAMは、高速動作,大容
量,不揮発性を特徴とする次世代半導体メモリ装置とし
て注目されている。
2. Description of the Related Art A magnetoresistive element using a ferromagnetic thin film has been used for a magnetic head, a magnetic sensor, and the like. Recently, as an application thereof, a magnetic random access memory (a magnetic recording element on a semiconductor substrate) has been used. Hereinafter, abbreviated as MRAM)
Has been proposed. This MRAM has attracted attention as a next-generation semiconductor memory device characterized by high-speed operation, large capacity, and non-volatility.

【0003】磁気抵抗効果とは、強磁性体に磁場を印加
すると強磁性体の磁化の向きに応じて電気抵抗が変化す
る現象である。この現象を利用し、磁化の向きを情報の
記録に用い、それに対応する電気抵抗の大小で情報を読
み出すことにより、メモリ装置(MRAM)として動作
させることができる。
The magnetoresistance effect is a phenomenon in which when a magnetic field is applied to a ferromagnetic material, the electric resistance changes according to the direction of magnetization of the ferromagnetic material. By utilizing this phenomenon, the direction of magnetization is used for recording information, and the information is read out according to the magnitude of the corresponding electric resistance, whereby the device can be operated as a memory device (MRAM).

【0004】この磁気抵抗効果を示す素子として、2つ
の強磁性金属層の間に1層の非磁性絶縁体を挿入したサ
ンドイッチ構造からなる強磁性トンネル接合(以下、M
TJと略記)において、膜面に垂直なトンネル電流に対
して示す強磁性トンネル磁気抵抗効果(以下、TMR効
果と略記)を利用した強磁性トンネル接合素子(以下、
TMR素子と略記)が、20%以上の磁気抵抗変化率が
得られるようになったことから(J.App1.Phys.79,4724
(1996))、MRAMへの応用の可能性が高まり、注目を
集めている。
As an element exhibiting the magnetoresistance effect, a ferromagnetic tunnel junction (hereinafter, referred to as M) having a sandwich structure in which one nonmagnetic insulator is inserted between two ferromagnetic metal layers.
TJ), a ferromagnetic tunnel junction device (hereinafter, abbreviated as TMR effect) using a ferromagnetic tunnel magnetoresistance effect (hereinafter, abbreviated as TMR effect) shown for a tunnel current perpendicular to the film surface.
(Abbreviated as TMR element) can obtain a magnetoresistance ratio of 20% or more (J. App1. Phys. 79, 4724).
(1996)), the possibility of application to MRAM is increasing, and attention is being paid.

【0005】ところで、MRAMにTMR素子を用いる
場合、その大きさが1μmより小さい所謂サブミクロン
サイズとなり、そのための微細加工が必要となる。この
ような微細加工方法の概略を示したのが図5である。
When a TMR element is used in an MRAM, the size of the element becomes a so-called submicron size smaller than 1 μm, and fine processing for that purpose is required. FIG. 5 schematically shows such a fine processing method.

【0006】まず、図5(a)に示すように、基板50
1上に配線電極のうちMTJ部の下側の強磁性層と接続
する下部配線電極502を形成した後、MTJ部を構成
する強磁性体薄膜及びトンネルバリア薄膜のトンネル磁
気抵抗効果膜507(以下、この積層膜をTMR膜と略
記)を成膜する。次いで、図5(b)に示すように、フ
ォトリソグラフィ等で形状を規定するマスク509を形
成し、その形状にTMR膜507をエッチングすること
により所定の形状のMTJ部を形成する。次いで、図5
(c)に示すように、層間絶縁膜504の形成とMTJ
部への接続孔510を開口した後、上部配線電極508
の形成を行う。
[0006] First, as shown in FIG.
After forming a lower wiring electrode 502 connected to the lower ferromagnetic layer of the MTJ portion of the wiring electrode on the first substrate 1, a tunnel magnetoresistive effect film 507 (hereinafter referred to as a ferromagnetic thin film and a tunnel barrier thin film constituting the MTJ portion) This laminated film is abbreviated as a TMR film). Next, as shown in FIG. 5B, a mask 509 for defining the shape is formed by photolithography or the like, and the TMR film 507 is etched to the shape to form an MTJ portion having a predetermined shape. Then, FIG.
As shown in (c), the formation of the interlayer insulating film 504 and the MTJ
After opening the connection hole 510 to the portion, the upper wiring electrode 508 is formed.
Is formed.

【0007】このような微細加工方法において、素子の
ばらつきや不良の発生といった問題を左右する重要な点
は、TMR膜507のエッチングによるMTJ部の形成
と、それへの微細接続孔510の開口である。
[0007] In such a fine processing method, the important points that affect the problems such as the variation of elements and the occurrence of defects are the formation of the MTJ portion by etching the TMR film 507 and the opening of the fine connection hole 510 therethrough. is there.

【0008】TMR膜のエッチングには、現在のところ
イオンミリング法を用いるのが一般的である。イオンミ
リング法とは、高エネルギーで加速したArを被加工物
にぶつけてその原子を飛ばすことによりエッチングを行
う、いわゆる物理的なスパッタリング法である。このよ
うなイオンミリング法を用いた場合、加工の際に被加工
物質が残渣としてMTJ部の側面やマスク材の側面或い
は加工装置中に再付着する。そして、この残渣の除去は
極めて困難であった。
At present, ion etching is generally used for etching the TMR film. The ion milling method is a so-called physical sputtering method in which Ar accelerated with high energy is hit on a workpiece to skip the atoms to perform etching. When such an ion milling method is used, the material to be processed adheres as a residue to the side surface of the MTJ portion, the side surface of the mask material, or the inside of the processing apparatus during processing. Then, it was extremely difficult to remove this residue.

【0009】なお、半導体分野における薄膜のエッチン
グには通常、ハロゲンガスを利用したRIE法やCDE
法といった化学的エッチング法が用いられるが、TMR
膜に用いられる強磁性材料であるFe,Ni,Co等
は、そのハロゲン化物の蒸気圧が低いことから化学的エ
ッチング法でエッチングすることが難しく、そのため物
理的スパッタリング法であるイオンミリング法を用いざ
るを得なかった。
In the field of semiconductors, etching of thin films is usually performed by RIE or CDE using a halogen gas.
The chemical etching method such as the TMR method is used.
The ferromagnetic materials used for the film, such as Fe, Ni, and Co, are difficult to etch by a chemical etching method due to a low vapor pressure of a halide thereof. Therefore, an ion milling method, which is a physical sputtering method, is used. I had no choice.

【0010】また、微細なMTJ部に接続孔を開口する
場合、例えばMTJ部の大きさが0.15μm×0.2
μmとすると、一辺が0.15μmより小さい接続孔を
開けることになり、例えばこの開口寸法を0.1μm×
0.15μmとすると、位置合わせの精度が±0,02
5μmと非常に厳しくなる。現行の露光装置でこの合わ
せ精度を実現するのは非常に難しく、逆に合わせ精度を
緩くすると接続孔の面積が小さくなり、その開口の加工
が困難になると同時に、配線電極との接続抵抗が大きく
なる。
When a connection hole is opened in a fine MTJ part, for example, the size of the MTJ part is 0.15 μm × 0.2
If it is set to μm, a connection hole having a side smaller than 0.15 μm will be opened.
If it is 0.15 μm, the accuracy of the alignment is ± 0,02.
It becomes very severe, 5 μm. It is very difficult to achieve this alignment accuracy with current exposure equipment.Conversely, if the alignment accuracy is loosened, the area of the connection hole becomes smaller, making it difficult to process the opening and increasing the connection resistance with the wiring electrode. Become.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】このように従来、サブ
ミクロンサイズの微細なTMR素子を作製するには、イ
オンミリング法によるTMR膜の加工が必要となるが、
イオンミリング法では加工の際に被加工物質が残渣とし
てMTJ部の側面やマスク材の側面或いは加工装置中に
再付着するという問題があった。また、回路の集積度が
高くなり素子がサブミクロンサイズに小さくなると、接
続孔を形成することが困難になるという問題があった。
As described above, conventionally, in order to fabricate a submicron-sized fine TMR element, it is necessary to process a TMR film by an ion milling method.
In the ion milling method, there is a problem in that the material to be processed adheres to the side surface of the MTJ portion, the side surface of the mask material, or the processing apparatus as a residue during the processing. In addition, when the degree of circuit integration is increased and the element is reduced to a submicron size, there is a problem that it is difficult to form a connection hole.

【0012】なお、上記の問題はTMR素子に限らず、
巨大磁気抵抗効果(以下、GMR効果と略記)を用いた
素子(以下、GMR素子と略記)に関しても同様に言え
ることである。
The above problem is not limited to the TMR element.
The same can be said for an element using the giant magnetoresistance effect (hereinafter abbreviated as GMR effect) (hereinafter abbreviated as GMR element).

【0013】本発明は、このような技術的課題を解決す
るためになされたものであり、その目的とするところ
は、TMRやGMR等の磁気抵抗効果部の加工にイオン
ミリング法を用いず、また微細な磁気抵抗効果部であっ
ても上部配線電極との接続を確実に取ることができ、歩
留まりや再現性に優れ、安価なTMR素子やGMR素子
を製造することのできる磁気抵抗効果素子の製造方法を
提供することにある。
The present invention has been made to solve such a technical problem, and an object of the present invention is to use an ion milling method for processing a magnetoresistive effect portion such as TMR or GMR. Further, even in the case of a fine magnetoresistive effect portion, the connection with the upper wiring electrode can be reliably established, the yield and reproducibility are excellent, and a magnetoresistive effect element capable of manufacturing an inexpensive TMR element or GMR element can be manufactured. It is to provide a manufacturing method.

【0014】また、本発明の他の目的は、サブミクロン
サイズに小さくなっても安価に作製することのできるT
MR効果を利用した強磁性トンネル接合素子を提供する
ことにある。
Another object of the present invention is to provide a T-type semiconductor device which can be manufactured at a low cost even if the size is reduced to a submicron size.
An object of the present invention is to provide a ferromagnetic tunnel junction device utilizing the MR effect.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】(構成)上記課題を解決
するために本発明は、次のような構成を採用している。
(Structure) In order to solve the above-mentioned problem, the present invention employs the following structure.

【0016】即ち本発明は、第1の配線電極と第2の配
線電極との間に、非磁性層を強磁性層で挟んだ積層構造
を一重又は多重に積層してなる磁気抵抗効果部を配置し
た磁気抵抗効果素子の製造方法において、基板上に第1
の配線電極を形成する工程と、第1の配線電極上に前記
磁気抵抗効果部の厚さよりも厚いスペーサ層を形成する
工程と、前記スペーサ層上に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜に前記スペーサ層に達する開口を形成する工
程と、前記開口を通して前記スペーサ層を選択的にエッ
チング除去し、第1の配線電極の表面を露出させると共
に、開口周辺の絶縁膜下に空隙を形成する工程と、次い
で強磁性層及び非磁性層からなる積層構造を堆積して、
前記開口内に露出している第1の配線電極上に前記絶縁
膜上とは分離して前記磁気抵抗効果部を形成する工程
と、前記磁気抵抗効果部の上面に接続する第2の配線電
極を形成する工程とを含むことを特徴とする。
That is, according to the present invention, a magnetoresistive effect portion is provided in which a laminated structure in which a nonmagnetic layer is sandwiched between ferromagnetic layers is singly or multiply laminated between a first wiring electrode and a second wiring electrode. In the method for manufacturing an arranged magnetoresistive effect element, the first
Forming a wiring electrode, forming a spacer layer having a thickness greater than the thickness of the magnetoresistive effect portion on the first wiring electrode, and forming an insulating film on the spacer layer.
Forming an opening in the insulating film to reach the spacer layer, selectively etching away the spacer layer through the opening to expose the surface of the first wiring electrode, and forming a gap under the insulating film around the opening; And then depositing a laminated structure consisting of a ferromagnetic layer and a non-magnetic layer,
Forming the magnetoresistive effect portion on the first wiring electrode exposed in the opening separately from the insulating film, and a second wiring electrode connected to the upper surface of the magnetoresistive effect portion And a step of forming

【0017】ここで、本発明の望ましい実施態様として
は次のものが挙げられる。
Here, preferred embodiments of the present invention include the following.

【0018】(1) 絶縁膜に形成する開口は、上部は大き
く下部は小さくその断面が順テーパ形状になっており、
該開口を配線電極材料で埋め込むことにより磁気抵抗効
果部の上面と接続する第2の配線電極を形成すること。
(1) The opening formed in the insulating film is large in the upper part, small in the lower part, and has a forward tapered cross section.
Filling the opening with a wiring electrode material to form a second wiring electrode connected to the upper surface of the magnetoresistive effect portion;

【0019】(2) 絶縁膜に形成した開口を、磁気抵抗効
果部の形成後にその断面が順テーパ形状となるように加
工し、該開口を配線電極材料で埋め込むことにより磁気
抵抗効果部の上面と接続する第2の配線電極を形成する
こと。
(2) The opening formed in the insulating film is processed so that the cross section thereof has a forward tapered shape after the formation of the magnetoresistive effect portion, and the opening is filled with a wiring electrode material to thereby form the upper surface of the magnetoresistive effect portion. Forming a second wiring electrode connected to the second wiring electrode.

【0020】(3) 磁気抵抗効果部を構成する非磁性層
は、絶縁体からなりトンネルバリア層として機能するも
のであること。
(3) The non-magnetic layer constituting the magneto-resistance effect portion is made of an insulator and functions as a tunnel barrier layer.

【0021】(4) 磁気抵抗効果部は、非磁性の絶縁体薄
膜を強磁性の導電体薄膜で挟んだものであり、該磁気抵
抗効果部を形成する際に、非磁性の絶縁体薄膜を強磁性
の導電体薄膜よりも外側に延在させて形成すること。
(4) The magnetoresistive effect portion is formed by sandwiching a nonmagnetic insulating thin film between ferromagnetic conductive thin films. When forming the magnetoresistive effect portion, the nonmagnetic insulating thin film is To be formed to extend outside the ferromagnetic conductive thin film.

【0022】また本発明は、基板上に形成された第1の
配線電極と、この第1の配線電極上に形成された開口を
有するスペーサ層と、このスペーサ層上に該スペーサ層
の開口の内側に一部延在するように形成された絶縁膜
と、前記スペーサ層の開口内に位置する第1の配線電極
上に前記絶縁膜の開口とほぼ同じ大きさに形成された、
非磁性のトンネルバリア層を強磁性の導電層で挟んだ強
磁性トンネル接合部と、この強磁性トンネル接合部上に
形成された第2の配線電極とを具備してなる強磁性トン
ネル接合素子であって、前記トンネルバリア層は前記強
磁性導電層よりも外側に延在するように設けられている
ことを特徴とする。ここで望ましくは、前記強磁性トン
ネル接合部は、中央部よりも周辺部の方で膜厚が薄く形
成されている。
According to the present invention, a first wiring electrode formed on a substrate, a spacer layer having an opening formed on the first wiring electrode, and an opening of the spacer layer formed on the spacer layer are formed on the first wiring electrode. An insulating film formed so as to partially extend inward, and a first wiring electrode positioned in the opening of the spacer layer, formed on the first wiring electrode to have substantially the same size as the opening of the insulating film;
A ferromagnetic tunnel junction device comprising: a ferromagnetic tunnel junction in which a nonmagnetic tunnel barrier layer is sandwiched between ferromagnetic conductive layers; and a second wiring electrode formed on the ferromagnetic tunnel junction. The tunnel barrier layer is provided so as to extend outside the ferromagnetic conductive layer. Preferably, the thickness of the ferromagnetic tunnel junction is thinner in a peripheral portion than in a central portion.

【0023】(作用)本発明によれば、第1の配線電極
上に磁気抵抗効果部の厚さよりも厚いスペーサ層と絶縁
膜を形成し、スペーサ層及び絶縁膜の双方に絶縁膜より
もスペーサ層の方が大径となる開口を形成した状態で、
強磁性層及び非磁性層からなる積層構造を堆積して磁気
抵抗効果部を形成することにより、磁気抵抗効果部を必
要な部分にスパッタリング法等により形成することがで
き、その後の加工を省略することができる。
(Operation) According to the present invention, a spacer layer and an insulating film thicker than the thickness of the magnetoresistive effect portion are formed on the first wiring electrode, and both the spacer layer and the insulating film have a larger spacer than the insulating film. In the state where the layer has an opening with a larger diameter,
By depositing a laminated structure including a ferromagnetic layer and a nonmagnetic layer to form a magnetoresistive effect portion, the magnetoresistive effect portion can be formed at a necessary portion by a sputtering method or the like, and subsequent processing is omitted. be able to.

【0024】つまり、磁気抵抗効果部をイオンミリング
等のエッチングによって加工するのではなく、絶縁膜の
庇を有するスペーサ膜の開口内にスパッタリング法等に
より形成することができ、これにより、被加工物質が残
渣として側面に残ることもなく、良質の磁気抵抗効果部
を作製することが可能となる。しかも、磁気抵抗効果部
を作製する前に絶縁膜に開口を設けているので、絶縁膜
の開口と磁気抵抗効果部はセルフアラインに形成される
ことになり、サブミクロンサイズになっても磁気抵抗効
果部と第2の配線電極との接続を確実に行うことが可能
となる。
That is, instead of processing the magnetoresistive effect portion by etching such as ion milling, the magnetoresistive effect portion can be formed in the opening of the spacer film having the eaves of the insulating film by the sputtering method or the like. Does not remain on the side surface as a residue, and a high-quality magnetoresistive portion can be manufactured. In addition, since the opening is provided in the insulating film before the magnetoresistive effect part is manufactured, the opening of the insulating film and the magnetoresistive effect part are formed in a self-aligned manner. The connection between the effect portion and the second wiring electrode can be reliably performed.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を図示の実施
形態によって説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments.

【0026】図1は、本発明の一実施形態に係わる強磁
性トンネル接合素子の基本的な製造工程を示す断面図で
ある。この図を参照して、本発明の基本原理と構成を説
明する。
FIG. 1 is a sectional view showing a basic manufacturing process of a ferromagnetic tunnel junction device according to one embodiment of the present invention. The basic principle and configuration of the present invention will be described with reference to FIG.

【0027】まず、図1(a)に示すように、基板10
1上に下部配線電極(第1の配線電極)102を形成
し、その上にスペーサ層103と絶縁膜104の2層構
造を積層する。次いで、図1(b)に示すように、絶縁
膜104とスペーサ層103の2層を貫くように開口部
105を形成する。このとき、絶縁膜下に空隙106が
できるようにスペーサ層103に横方向のエッチングを
施しておく。
First, as shown in FIG.
A lower wiring electrode (first wiring electrode) 102 is formed on 1, and a two-layer structure of a spacer layer 103 and an insulating film 104 is laminated thereon. Next, as shown in FIG. 1B, an opening 105 is formed so as to penetrate two layers of the insulating film 104 and the spacer layer 103. At this time, the spacer layer 103 is subjected to lateral etching so as to form a gap 106 below the insulating film.

【0028】次いで、図1(c)に示すように、スペー
サ層103の開口部105内にTMR膜107を、例え
ばスパッタリング法により成膜する。このとき、スペー
サ層103の厚さをTMR膜107より厚くしておく
と、絶縁膜下の空隙106により、TMR膜107が開
口部105内の下部配線電極102上と絶縁膜104上
とは分離して成膜される。開口部105内のTMR膜1
07の形状は絶縁膜104の開口形状で規定され、イオ
ンミリング法を使わずに微細なMTJ部を形成すること
ができる。
Next, as shown in FIG. 1C, a TMR film 107 is formed in the opening 105 of the spacer layer 103 by, for example, a sputtering method. At this time, if the thickness of the spacer layer 103 is made larger than that of the TMR film 107, the TMR film 107 is separated from the lower wiring electrode 102 and the insulating film 104 in the opening 105 by the gap 106 below the insulating film. Is formed. TMR film 1 in opening 105
The shape of 07 is defined by the opening shape of the insulating film 104, and a fine MTJ portion can be formed without using the ion milling method.

【0029】次いで、図1(d)に示すように、開口部
105を上部配線電極材料で埋めこむ。このとき、絶縁
膜104に形成した開口部105を、予め上部が大きく
下部が小さくその断面が順テーパとなるようにしておく
ことにより、絶縁膜104上の電極材料と開口部105
を埋め込んだ電極材料とが断線することなく接続するこ
とになる。その後、所定形状に上部配線電極(第2の配
線電極)108を加工することにより、MTJ部上にサ
ブミクロンの接続孔を開口することなくMTJ部から上
部配線電極108を取り出すことができるようになる。
この際、MTJ脇には空隙が形成される。
Next, as shown in FIG. 1D, the opening 105 is filled with an upper wiring electrode material. At this time, by forming the opening 105 formed in the insulating film 104 in advance so that the upper part is large, the lower part is small, and the cross section thereof has a forward taper, the electrode material on the insulating film 104 and the opening 105 are formed.
Is connected without disconnection. Thereafter, the upper wiring electrode (second wiring electrode) 108 is processed into a predetermined shape so that the upper wiring electrode 108 can be taken out from the MTJ portion without opening a submicron connection hole on the MTJ portion. Become.
At this time, a gap is formed beside the MTJ.

【0030】なお、上部配線電極108の形成方法の別
の例として、埋め込みの際にフォトレジスト等で形状を
規定してリフトオフ法で電極を形成するようにしてもよ
い。また、順テーパ形状の開口は、上部配線電極材料の
成膜よりも前に行えばよく、絶縁膜104に開口部10
5を形成する時に順テーパとなるようにする方法、初め
は絶縁膜104に垂直な開口を形成し、これに緩やかな
傾斜のサイドウォールを形成することにより順テーパ形
状にする方法、絶縁膜に垂直な開口を形成しこれを通し
てMTJ部の形成を行った後に、開口にサイドウォール
を形成する方法等が考えられる。
As another example of the method of forming the upper wiring electrode 108, the shape may be defined by a photoresist or the like at the time of embedding, and the electrode may be formed by a lift-off method. The forward tapered opening may be formed before the upper wiring electrode material is formed, and the opening 10 is formed in the insulating film 104.
5, a method of forming a forward taper, a method of forming a vertical opening in the insulating film 104 and forming a gentle slope sidewall in the opening to form a forward tapered shape. A method of forming a vertical opening, forming an MTJ portion through the vertical opening, and then forming a sidewall in the opening can be considered.

【0031】次に、本発明の製造方法において用いられ
る材料に望ましい特性について述べる。スペーサ層10
2として用いる材料は、導電性でも絶縁性でも構わな
い。導電性の材料を用いる場合、下部配線電極102の
抵抗が小さくなるという長所があり、一方絶縁性の場合
は、サイドエッチング量が小さくても短絡の問題が発生
しないという長所がある。スペーサ層103と絶縁膜1
04との組み合わせに要求されるのは、絶縁膜104に
対して十分速いエッチング速度の等方性エッチャントで
スペーサ層103がエッチングできるということであ
る。
Next, desirable characteristics of the material used in the manufacturing method of the present invention will be described. Spacer layer 10
The material used as 2 may be either conductive or insulating. When a conductive material is used, there is an advantage that the resistance of the lower wiring electrode 102 is reduced. On the other hand, when an insulating material is used, a short circuit problem does not occur even if the side etching amount is small. Spacer layer 103 and insulating film 1
What is required in combination with 04 is that the spacer layer 103 can be etched with an isotropic etchant having a sufficiently high etching rate with respect to the insulating film 104.

【0032】また、スペーサ層103が下部配線電極材
料と同一のものであっても構わない。但しこの場合、エ
ッチングによって露出した下部配線電極表面の凹凸が少
ないことが好ましい。スペーサ層103と下部配線電極
材料とが異なる場合、スペーサ層103のエッチングに
用いるエッチャントに対して下部配線電極102がエッ
チングされないか、又はエッチング速度がスペーサ層材
料に対するそれに比べ、十分遅いことが望ましい。
The spacer layer 103 may be the same as the lower wiring electrode material. However, in this case, it is preferable that the surface of the lower wiring electrode exposed by the etching has less irregularities. When the spacer layer 103 and the lower wiring electrode material are different, it is desirable that the lower wiring electrode 102 is not etched with respect to the etchant used for etching the spacer layer 103 or that the etching rate is sufficiently lower than that of the spacer layer material.

【0033】これらのことを満たす材料の組み合わせと
して、例えば絶縁膜104にSiO 2 、スペーサ層10
3にWN、下部配線電極102の最表面にWを用いるこ
とが考えられる。或いはまた、絶縁膜104にSiN
x、スペーサ層103にSiO 2 、下部配線電極最表面
にAuを用いる組み合わせも考えられる。
The combination of materials satisfying these conditions is
Then, for example, the insulating film 104 is made of SiO Two, Spacer layer 10
3 and W on the outermost surface of the lower wiring electrode 102.
You could think so. Alternatively, the insulating film 104 may be made of SiN.
x, SiO in the spacer layer 103 Two, Lower wiring electrode outermost surface
Is also conceivable.

【0034】次に、本発明の一実施形態をより具体的に
説明する。図2は、同実施形態に係わる強磁性トンネル
接合素子のより具体的な製造工程を示す断面図である。
本実施形態の強磁性トンネル接合素子はMRAMに用い
るもので、半導体基板上に形成された集積回路の一部で
あり、素子部分は絶縁膜上に形成されており、下部配線
電極が基板主面に形成された選択トランジスタと絶縁膜
を貫通するプラグを介して接続されている。
Next, one embodiment of the present invention will be described more specifically. FIG. 2 is a sectional view showing a more specific manufacturing process of the ferromagnetic tunnel junction device according to the embodiment.
The ferromagnetic tunnel junction device according to the present embodiment is used for an MRAM and is a part of an integrated circuit formed on a semiconductor substrate. The device portion is formed on an insulating film. Are connected to each other via a plug penetrating through the insulating film.

【0035】図2(a)に示すように、層間絶縁膜及び
プラグの形成の終了した基板201上に、まずスパッタ
リング法にて下部配線電極材料であるAlを200n
m,Wを20nm順次積層した後、フォトリソグラフィ
にて配線電極形状を規定し、CF4 を用いたRIEにて
下部配線電極202の加工を行う。続いて、スペーサ層
203としてWNを60nmスパッタリング法で成膜し
た後、熱CVD法にてSiO2 膜204を300nm成
膜する。続いて、所定形状にフォトリソグラフィでパタ
ーンニングした後、CF4 を用いたRIEでエッチング
することにより、SiO2 膜204に0.6μm×0.
5μmの開口部205を形成する。
As shown in FIG. 2A, on the substrate 201 on which the interlayer insulating film and the plug have been formed, first, Al as the lower wiring electrode material is deposited on the substrate 201 by sputtering for 200 n.
After sequentially depositing 20 nm of m and W, the shape of the wiring electrode is defined by photolithography, and the lower wiring electrode 202 is processed by RIE using CF 4 . Subsequently, after WN is formed as a spacer layer 203 by a sputtering method with a thickness of 60 nm, an SiO 2 film 204 is formed with a thickness of 300 nm by a thermal CVD method. Subsequently, after patterning into a predetermined shape by photolithography, the SiO 2 film 204 is etched by RIE using CF 4 to obtain a 0.6 μm × 0.
An opening 205 of 5 μm is formed.

【0036】次いで、図2(b)に示すように、厚さ4
00nmのSiO2 膜を熱CVD法により成膜した後、
CF4 を用いたRIEでエッチバックを行い、SiO2
膜204の開口部205になだらかなサイドウォール2
11を形成することにより、開口部205の断面を順テ
ーパにする。このとき、開口部205の底部サイズは
0.25μm×0.15μmである。
Next, as shown in FIG.
After forming a 00 nm SiO 2 film by a thermal CVD method,
Etchback is performed by RIE using CF 4 and SiO 2
Smooth sidewall 2 in opening 205 of film 204
The formation of 11 makes the cross section of the opening 205 a forward taper. At this time, the bottom size of the opening 205 is 0.25 μm × 0.15 μm.

【0037】次いで、図2(c)に示すように、CF4
/O2 を用いたCDE法によりスペーサ層203として
のWNのエッチングを行うことにより、下部電極表面を
露出させると共に、SiO2 膜204の下に空隙206
を形成する。このときのサイドエッチング量は約70n
mである。
[0037] Then, as shown in FIG. 2 (c), CF 4
By etching the WN as the spacer layer 203 by the CDE method using / O 2 , the surface of the lower electrode is exposed, and the gap 206 is formed under the SiO 2 film 204.
To form The side etching amount at this time is about 70 n
m.

【0038】次いで、図2(d)に示すように、TMR
膜207を高真空スパッタリング法により積層形成す
る。このTMR膜207は、図3に示すように、下部電
極側から順に、Ta膜301,Ir−Mn膜302,C
o−Fe膜303,A12 3膜304,Co−Fe膜
305,Ni−Fe膜306,Co−Fe膜307,A
2 3 膜308,Co−Fe膜309,Ir−Mn膜
310,Ni−Fe膜311を積層することにより作製
される。
Next, as shown in FIG.
The film 207 is formed by a high vacuum sputtering method. As shown in FIG. 3, the TMR film 207 includes a Ta film 301, an Ir-Mn film 302, and a C
o-Fe film 303, A1 2 O 3 film 304, Co-Fe film 305, Ni-Fe film 306, Co-Fe film 307, A
It is manufactured by laminating a 12 O 3 film 308, a Co—Fe film 309, an Ir—Mn film 310, and a Ni—Fe film 311.

【0039】ここで、強磁性導電層であるCo−Fe膜
303,305と非磁性絶縁層であるA12 3 膜30
4から1つ目の強磁性トンネル接合部350が構成さ
れ、強磁性導電層であるCo−Fe膜307,309と
非磁性絶縁層であるA12 3膜308から2つ目の強
磁性トンネル接合部360が構成されることになる。ま
た、Ta膜301は上層の結晶性を良くするためのバッ
ファ層、Ir−Mn膜302,310はスピンの向きを
固着するための層、Ni−Fe膜311は保護層として
機能する。なお、固着層としてはIn−Mnの代わり
に、Pt−Mnを用いてもよい。また、保護層してはN
i−Feの代わりにTa,W,Ti等でも構わない。
Here, the Co—Fe films 303 and 305 as the ferromagnetic conductive layers and the Al 2 O 3 film 30 as the non-magnetic insulating layer are used.
A first ferromagnetic tunnel junction 350 from the fourth is formed, and a second ferromagnetic tunnel from the Co—Fe films 307 and 309 as the ferromagnetic conductive layers and the A1 2 O 3 film 308 as the nonmagnetic insulating layer. The joint 360 is configured. The Ta film 301 functions as a buffer layer for improving the crystallinity of the upper layer, the Ir-Mn films 302 and 310 function as layers for fixing the direction of spin, and the Ni-Fe film 311 functions as a protective layer. Note that Pt-Mn may be used instead of In-Mn for the fixing layer. The protective layer is N
Ta, W, Ti or the like may be used instead of i-Fe.

【0040】なお、TMR膜207の最下層であるTa
膜301の成膜前には成膜前処理として、Arプラズマ
により下部電極最表面を約1〜2nmエッチングしてい
る。また、バリア層であるAl2 3 膜304,308
を成膜する際には、傾斜を付けたスパッタリング法によ
り、SiO2 膜204下の空隙領域206までAl2
3 膜304,308が広がるようにしてあるが、他の金
属材料を成膜する場合は、基板に対して垂直に金属原子
が飛来するようにスパッタリングしてある。これは、後
述するように上下の強磁性導電層間の絶縁を確実にする
ためである。
The lowermost layer of the TMR film 207, Ta,
Before the film 301 is formed, the outermost surface of the lower electrode is etched by about 1 to 2 nm with Ar plasma as a pre-film formation process. Also, Al 2 O 3 films 304 and 308 which are barrier layers
When forming a film, Al 2 O is formed up to the void region 206 under the SiO 2 film 204 by an inclined sputtering method.
Although the three films 304 and 308 are spread, when another metal material is formed, sputtering is performed so that metal atoms fly perpendicular to the substrate. This is to ensure insulation between the upper and lower ferromagnetic conductive layers as described later.

【0041】また、Al2 3 膜304,308の成膜
後にはOプラズマ中にて酸化することにより、バリア層
の性能向上を図っている。また、TMR膜207の厚さ
は50nmであり、スペーサ層203よりも薄くなって
いる。これにより、開口部205内の下部配線電極20
2上とSiO2 膜204上とにTMR膜207は分離し
て成膜される。即ち、開口部205内に0.25μm×
0.15μmのMTJ部が形成されることになる。
After the Al 2 O 3 films 304 and 308 are formed, they are oxidized in O plasma to improve the performance of the barrier layer. The thickness of the TMR film 207 is 50 nm, which is smaller than that of the spacer layer 203. Thereby, the lower wiring electrode 20 in the opening 205 is formed.
2 and the TMR film 207 are formed separately on the SiO 2 film 204. That is, 0.25 μm ×
An MTJ portion of 0.15 μm will be formed.

【0042】バリア層としてのAl2 3 と他の金属材
料を成膜する際のスパッタ条件を変えた理由は、次の通
りである。TMR膜207は中央部に比して周辺部の方
が薄くなる傾向にある。周辺部で絶縁層としてのAl2
3 膜が薄くなると、上下のCo−Fe膜が短絡するお
それがある。そこで、図4に示すように、他の膜に比し
てAl2 3 膜を外側に広げて形成することにより、上
下のCo−Fe膜間の短絡を確実に防止することができ
る。なお、図中の401はTa膜301,Ir−Mn膜
302,Co−Fe膜303の積層膜、404はAl2
3 膜304、405はCo−Fe膜305,NilF
e膜306,Co−Fe膜307の積層膜、408はA
23 膜308、409はCo−Fe膜309,Ir
−Mn膜310,Ni−Fe膜311の積層膜に対応し
ている。
The reasons for changing the sputtering conditions when depositing Al 2 O 3 as a barrier layer and other metal materials are as follows. The TMR film 207 tends to be thinner at the periphery than at the center. Al 2 as an insulating layer in the periphery
When the O 3 film becomes thin, the upper and lower Co—Fe films may be short-circuited. Therefore, as shown in FIG. 4, the short circuit between the upper and lower Co—Fe films can be reliably prevented by forming the Al 2 O 3 film so as to be spread outward as compared with other films. Incidentally, the laminated film of 401 in the figure Ta film 301, Ir-Mn film 302, Co-Fe film 303, 404 is Al 2
O 3 films 304 and 405 are a Co—Fe film 305 and NilF
e film 306, a laminated film of Co—Fe film 307, 408
The l 2 O 3 films 308 and 409 are a Co—Fe film 309 and Ir
−Mn film 310 and a Ni—Fe film 311 are stacked.

【0043】次いで、図2(e)に示すように、上部配
線電極材料であるW膜を300nm成膜することにより
開口部205を埋め込む。これにより、MTJ部上のW
とSiO2 膜204上のWとが接続される。続いて、フ
ォトリソグラフィにより所定形状のフォトレジストマス
クを形成し、RIEにてに上部電極208のWをエッチ
ングした後、引き続きArを用いたイオンミリング法で
SiO2 膜204上に露出しているTMR膜材料をエッ
チングする。これにより、強磁性トンネル接合素子が完
成する。
Next, as shown in FIG. 2E, an opening 205 is buried by forming a W film as an upper wiring electrode material to a thickness of 300 nm. Thereby, W on the MTJ section
And W on the SiO 2 film 204 are connected. Subsequently, a photoresist mask having a predetermined shape is formed by photolithography, the W of the upper electrode 208 is etched by RIE, and then the TMR exposed on the SiO 2 film 204 by ion milling using Ar. Etch the film material. Thereby, a ferromagnetic tunnel junction device is completed.

【0044】かくして作製された強磁性トンネル接合素
子は、微細なMTJ部がイオンミリング法ではなくスパ
ッタ法のみにより作製されていることから、MTJ部の
側面に残渣が付着する等の不都合を避けることができ
る。また、MTJ部において、前記図4に示すように、
強磁性導電膜401,405,409の外側に非磁性絶
縁膜404,408がはみ出すように形成しているの
で、仮に中央部に比して周辺部が薄く形成される場合で
あっても、非磁性絶縁膜を挟む上下の強磁性導電膜同士
(401と405及び405と409)が短絡するのを
未然に防止することができる。また、MTJ部を作製す
る前に絶縁膜204に開口部205を設けているので、
絶縁膜204の開口部205とMTJ部はセルフアライ
ンに形成されることになり、サブミクロンサイズになっ
てもMTJ部と上部配線電極208との接続を確実に行
うことが可能となる。
In the ferromagnetic tunnel junction device thus manufactured, since the fine MTJ portion is manufactured only by the sputtering method instead of the ion milling method, it is necessary to avoid inconvenience such as residue adhering to the side surface of the MTJ portion. Can be. In the MTJ section, as shown in FIG.
Since the nonmagnetic insulating films 404 and 408 are formed so as to protrude outside the ferromagnetic conductive films 401, 405 and 409, even if the peripheral portion is formed thinner than the central portion, the Short circuit between the upper and lower ferromagnetic conductive films (401 and 405 and 405 and 409) sandwiching the magnetic insulating film can be prevented beforehand. Further, since the opening 205 is provided in the insulating film 204 before the MTJ part is manufactured,
Since the opening 205 and the MTJ portion of the insulating film 204 are formed in a self-aligned manner, the connection between the MTJ portion and the upper wiring electrode 208 can be reliably performed even when the size of the insulating film 204 becomes submicron.

【0045】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れるものではない。実施形態では、TMR膜の成膜前に
サイドウォールを形成したが、TMR膜の成膜後に、同
様なSiO2 成膜/エッチバックを行うことにより、サ
イドウォールの形成を行うことも可能である。この場
合、接続孔の大きさがMTJ部よりも確実に小さくな
り、また接合側壁が絶縁膜に覆われるため、MTJ部の
側壁に上部配線電極材料が回り込んで短絡を起こすとい
う問題を容易に回避することができる。
The present invention is not limited to the above embodiment. In the embodiment, the sidewall is formed before the formation of the TMR film. However, it is also possible to form the sidewall by performing the same SiO 2 film formation / etchback after the formation of the TMR film. . In this case, the size of the connection hole is surely smaller than that of the MTJ portion, and the junction side wall is covered with the insulating film. Can be avoided.

【0046】また、実施形態ではTMR素子について説
明したが、本発明はGMR素子に適用することも可能で
ある。GMR素子に適用する場合、非磁性層の材料とし
ては、Cu,Al,Pd,Pt,Rh,Ru,Ir,A
u,又はAg等の非磁性金属や、CuPd,CuPt,
CuAu,CuNi合金等を用いることができる。非磁
性層の膜厚は、0.5〜20nmであるのが望ましく、
特に0.8〜5nmであるのが望ましい。なお、これま
でに述べた2元素以上を含む合金は必ずしも1:1の組
成比に限られるものではなく、その他様々な組成比を採
用することが可能となる。
In the embodiments, the TMR element has been described. However, the present invention can be applied to a GMR element. When applied to a GMR element, the material of the nonmagnetic layer may be Cu, Al, Pd, Pt, Rh, Ru, Ir, A
u, or a non-magnetic metal such as Ag, CuPd, CuPt,
CuAu, CuNi alloy or the like can be used. The thickness of the nonmagnetic layer is desirably 0.5 to 20 nm,
In particular, it is desirable that the thickness be 0.8 to 5 nm. Note that the alloys containing two or more elements described above are not necessarily limited to the 1: 1 composition ratio, and various other composition ratios can be adopted.

【0047】また、スペーサ層と絶縁膜の積層構造は2
層以上の多層でもかまわず、さらに製造途中において層
の数が適宜増減しても問題ない。その他、本発明の要旨
を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができ
る。
Further, the laminated structure of the spacer layer and the insulating film is 2
It may be a multilayer having more than two layers, and there is no problem even if the number of layers is appropriately increased or decreased during the production. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、ス
ペーサ層と絶縁膜の2層構造により順テーパ形状の絶縁
膜開口と絶縁膜下の空隙とを形成し、これを利用して磁
気抵抗効果部を形成することにより、MTJ部の形成に
イオンミリング法を用いることなく、また微細なMTJ
部への配線電極の接続を自己整合的に形成することがで
き、磁気抵抗効果素子を歩留良く、再現性良く、且つ安
価に製造することができる。
As described in detail above, according to the present invention, a two-layer structure of a spacer layer and an insulating film is used to form a forward tapered insulating film opening and a gap below the insulating film, and to utilize this. By forming the magnetoresistive effect portion, it is possible to form the MTJ portion without using an ion milling method,
The connection of the wiring electrode to the portion can be formed in a self-aligned manner, and the magnetoresistive element can be manufactured with good yield, good reproducibility, and low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係わる強磁性トンネル接合素子の製造
工程を示す断面図。
FIG. 1 is a sectional view showing a manufacturing process of a ferromagnetic tunnel junction device according to the present invention.

【図2】本発明の一実施形態に係わるMRAMの強磁性
トンネル接合素子部の製造工程を示す断面図。
FIG. 2 is a sectional view showing a manufacturing process of the ferromagnetic tunnel junction device of the MRAM according to the embodiment of the present invention.

【図3】TMR膜の具体的構成例を示す断面図。FIG. 3 is a sectional view showing a specific configuration example of a TMR film.

【図4】TMR膜における上下の強磁性導電層とこれら
に挟まれた非磁性絶縁層の形成状態を示す断面図。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the upper and lower ferromagnetic conductive layers in a TMR film and the state of formation of a nonmagnetic insulating layer interposed therebetween.

【図5】従来の強磁性トンネル接合素子の製造工程を示
す断面図。
FIG. 5 is a sectional view showing a manufacturing process of a conventional ferromagnetic tunnel junction device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101,201…基板 102,202…下部配線電極(第1の配線電極) 103,203…スペーサ層 104,204…絶縁膜 105,205…開口部 106,206…空隙 107,207…TMR腹 108,208…上部配線電極(第2の配線電極) 211…サイドウォール 301…Ta膜 302,310…Ir−Mn膜 303,305,307,309…Co−Fe膜 304,308,404,408…Al23 膜 306,311…Ni−Fe膜 350…第1の強磁性トンネル接合部 360…第2の強磁性トンネル接合部 401,405,409…積層膜101, 201 ... substrate 102, 202 ... lower wiring electrode (first wiring electrode) 103, 203 ... spacer layer 104, 204 ... insulating film 105, 205 ... opening 106, 206 ... void 107, 207 ... TMR antinode 108, 208 ... upper wiring electrode (second wiring electrode) 211 ... sidewall 301 ... Ta film 302, 310 ... Ir-Mn film 303,305,307,309 ... Co-Fe film 304,308,404,408 ... Al 2 O 3 film 306, 311 Ni—Fe film 350 First ferromagnetic tunnel junction 360 Second ferromagnetic tunnel junction 401, 405, 409 laminated film

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斉藤 好昭 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内 Fターム(参考) 5D034 BA03 BA08 BA15 DA07  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Yoshiaki Saito 1st address, Komukai Toshiba-cho, Saisaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa F-term in Toshiba R & D Center (reference) 5D034 BA03 BA08 BA15 DA07

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第1の配線電極と第2の配線電極との間
に、非磁性層を強磁性層で挟んだ積層構造を一重又は多
重に積層してなる磁気抵抗効果部を配置した磁気抵抗効
果素子の製造方法において、 基板上に第1の配線電極を形成する工程と、第1の配線
電極上に前記磁気抵抗効果部の厚さよりも厚いスペーサ
層を形成する工程と、前記スペーサ層上に絶縁膜を形成
する工程と、前記絶縁膜に前記スペーサ層に達する開口
を形成する工程と、前記開口を通して前記スペーサ層を
選択的にエッチング除去し、第1の配線電極の表面を露
出させると共に、開口周辺の絶縁膜下に空隙を形成する
工程と、次いで前記強磁性層及び前記非磁性層からなる
前記積層構造を堆積して、前記開口内に露出している第
1の配線電極上に前記絶縁膜上とは分離して前記磁気抵
抗効果部を形成する工程と、前記磁気抵抗効果部の上面
に接続する第2の配線電極を形成する工程とを含むこと
を特徴とする磁気抵抗効果素子の製造方法。
A magnetoresistive unit having a laminated structure in which a non-magnetic layer is sandwiched between ferromagnetic layers in a single layer or multiple layers is disposed between a first wiring electrode and a second wiring electrode. In the method for manufacturing a resistance effect element, a step of forming a first wiring electrode on a substrate, a step of forming a spacer layer thicker than the thickness of the magnetoresistive effect portion on the first wiring electrode, Forming an insulating film thereon, forming an opening in the insulating film to reach the spacer layer, and selectively etching away the spacer layer through the opening to expose a surface of the first wiring electrode. Forming a gap under the insulating film around the opening, and then depositing the laminated structure including the ferromagnetic layer and the nonmagnetic layer on the first wiring electrode exposed in the opening. Before being separated from the insulating film A method for manufacturing a magnetoresistive element, comprising: forming a magnetoresistive effect portion; and forming a second wiring electrode connected to an upper surface of the magnetoresistive effect portion.
【請求項2】前記絶縁膜に形成する前記開口は、上部は
大きく下部は小さくその断面が順テーパ形状になってお
り、該開口を配線電極材料で埋め込むことにより前記磁
気抵抗効果部の上面と接続する前記第2の配線電極を形
成することを特徴とする請求項1記載の磁気抵抗効果素
子の製造方法。
2. The opening formed in the insulating film has a large upper portion, a smaller lower portion, and a forward tapered cross section. The opening is filled with a wiring electrode material to form an upper surface of the magnetoresistive effect portion. 2. The method according to claim 1, wherein the second wiring electrode to be connected is formed.
【請求項3】前記絶縁膜に形成した前記開口を、前記磁
気抵抗効果部の形成後にその断面が順テーパ形状となる
ように加工し、該開口を配線電極材料で埋め込むことに
より前記磁気抵抗効果部の上面と接続する前記第2の配
線電極を形成することを特徴とする請求項1記載の磁気
抵抗効果素子の製造方法。
3. An opening formed in the insulating film is processed so that a cross section thereof has a forward tapered shape after the formation of the magnetoresistive effect portion, and the opening is filled with a wiring electrode material to form the magnetoresistive effect. 2. The method according to claim 1, wherein the second wiring electrode connected to the upper surface of the portion is formed.
【請求項4】前記磁気抵抗効果部を構成する前記非磁性
層は、絶縁体からなりトンネルバリア層として機能する
ものであることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記
載の磁気抵抗効果素子の製造方法。
4. A magnetoresistive device according to claim 1, wherein said nonmagnetic layer constituting said magnetoresistive effect portion is made of an insulator and functions as a tunnel barrier layer. Method for manufacturing effect element.
【請求項5】基板上に形成された第1の配線電極と、こ
の第1の配線電極上に形成された開口を有するスペーサ
層と、このスペーサ層上に該スペーサ層の開口の内側に
一部延在するように形成された絶縁膜と、前記スペーサ
層の開口内に位置する第1の配線電極上に前記絶縁膜の
開口とほぼ同じ大きさに形成された、非磁性のトンネル
バリア層を強磁性の導電層で挟んだ強磁性トンネル接合
部と、この強磁性トンネル接合部上に形成された第2の
配線電極とを具備してなり、 前記トンネルバリア層は前記強磁性導電層よりも外側に
延在するように設けられていることを特徴とする強磁性
トンネル接合素子。
5. A first wiring electrode formed on a substrate, a spacer layer having an opening formed on the first wiring electrode, and a spacer layer formed on the spacer layer inside the opening of the spacer layer. An insulating film formed so as to extend partially, and a non-magnetic tunnel barrier layer formed on the first wiring electrode located in the opening of the spacer layer and having substantially the same size as the opening of the insulating film. And a second wiring electrode formed on the ferromagnetic tunnel junction, wherein the tunnel barrier layer is formed from the ferromagnetic conductive layer. The ferromagnetic tunnel junction element is also provided so as to extend outward.
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