JP2003209228A - Magnetic memory device and method of manufacturing the same - Google Patents
Magnetic memory device and method of manufacturing the sameInfo
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Landscapes
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気記憶装置及び
その製造方法に係わり、特に、トンネル磁気抵抗(Tunn
eling Magneto Resistive)効果により“1”、“0”
の情報を記憶するMTJ(Magnetic Tunnel Junction)
素子を利用してメモリセルを構成した磁気ランダムアク
セスメモリ(MRAM:Magnetic Random Access Memor
y)に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic memory device and a method of manufacturing the same, and more particularly to a tunnel magnetic resistance (Tunn).
"1", "0" due to the effect of eling Magneto Resistive
MTJ (Magnetic Tunnel Junction) that stores information on
Magnetic Random Access Memor (MRAM: Magnetic Random Access Memor)
y) concerning.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、新たな原理により情報を記憶する
メモリが数多く提案されているが、そのうちの一つに、
トンネル磁気抵抗(Tunneling Magneto Resistive)効
果を利用した磁気ランダムアクセスメモリ(Magnetic R
andom Access Memory:以下、MRAMと称す)がある
(例えば、非特許文献1参照。)。2. Description of the Related Art In recent years, many memories for storing information have been proposed based on a new principle. One of them is
Magnetic Random Access Memory (Magnetic R) that utilizes the Tunneling Magneto Resistive effect
andom Access Memory: hereinafter referred to as MRAM) (for example, refer to Non-Patent Document 1).
【0003】図18(a)、18(b)、18(c)
は、従来技術による磁気記憶装置のMTJ(Magnetic T
unnel Junction)素子の断面図を示す。以下、MRAM
の記憶素子として用いられるMTJ素子について説明す
る。18 (a), 18 (b), 18 (c)
Is a conventional magnetic storage device MTJ (Magnetic T
A sectional view of the unnel junction device is shown. Below, MRAM
The MTJ element used as the storage element will be described.
【0004】図18(a)に示すように、MTJ素子3
1は、2つの磁性層(強磁性層)41、43で絶縁層
(トンネル接合層)42を挟んだ構造となっている。M
RAMでは、このMTJ素子31によって、“1”、
“0”の情報が記憶される。この“1”、“0”の情報
は、MTJ素子31における2つの磁性層41、43の
磁化の向きが平行か又は反平行かによって判断される。
ここで、平行とは、2つの磁性層41、43の磁化の向
きが同じであることを意味し、反平行とは、2つの磁性
層41、43の磁化の向きが逆平行であることを意味す
る。As shown in FIG. 18A, the MTJ element 3
1 has a structure in which an insulating layer (tunnel junction layer) 42 is sandwiched between two magnetic layers (ferromagnetic layers) 41 and 43. M
In the RAM, the MTJ element 31 causes "1",
Information of "0" is stored. The information of "1" and "0" is determined depending on whether the magnetization directions of the two magnetic layers 41 and 43 in the MTJ element 31 are parallel or antiparallel.
Here, “parallel” means that the magnetization directions of the two magnetic layers 41 and 43 are the same, and “antiparallel” means that the magnetization directions of the two magnetic layers 41 and 43 are antiparallel. means.
【0005】つまり、図18(b)に示すように、2つ
の磁性層41、43の磁化の向きが平行となった場合、
これら2つの磁性層41、43に挟まれた絶縁層42の
トンネル抵抗は、最も低くなる。この状態が、例えば
“1”の状態である。一方、図18(c)に示すよう
に、2つの磁性層41、43の磁化の向きが反平行にな
った場合、これら2つの磁性層41、43に挟まれた絶
縁層42のトンネル抵抗は、最も高くなる。この状態
が、例えば“0”の状態である。That is, as shown in FIG. 18B, when the magnetization directions of the two magnetic layers 41 and 43 are parallel,
The tunnel resistance of the insulating layer 42 sandwiched between these two magnetic layers 41 and 43 is the lowest. This state is, for example, the state of "1". On the other hand, as shown in FIG. 18C, when the magnetization directions of the two magnetic layers 41 and 43 are antiparallel, the tunnel resistance of the insulating layer 42 sandwiched between these two magnetic layers 41 and 43 is , The highest. This state is, for example, a "0" state.
【0006】尚、通常、2つの磁性層41、43の一方
側には、反強磁性層103が配置される。この反強磁性
層103は、一方側の磁性層41の磁化の向きを固定
し、他方側の磁性層43の磁化の向きのみを変えること
により情報を容易に書きかえるための部材である。An antiferromagnetic layer 103 is usually disposed on one side of the two magnetic layers 41 and 43. The antiferromagnetic layer 103 is a member for easily rewriting information by fixing the magnetization direction of the magnetic layer 41 on one side and changing only the magnetization direction of the magnetic layer 43 on the other side.
【0007】図19は、従来技術による磁気記憶装置の
マトリクス状に配置されたMTJ素子を示す。図20
は、従来技術による磁気記憶装置のアステロイド曲線を
示す。図21は、従来技術による磁気記憶装置のMTJ
曲線を示す。以下、MTJ素子に対する書きこみ動作の
原理について、簡単に説明する。FIG. 19 shows MTJ elements arranged in a matrix of a conventional magnetic memory device. Figure 20
Shows the asteroid curve of a magnetic storage device according to the prior art. FIG. 21 shows an MTJ of a conventional magnetic storage device.
A curve is shown. The principle of the write operation for the MTJ element will be briefly described below.
【0008】図19に示すように、MTJ素子31は、
互いに交差する書きこみワード線28とビット線(デー
タ選択線)32の交点に配置される。そして、データの
書き込みは、書き込みワード線28及びビット線32の
それぞれに電流を流し、この両配線28、32に流れる
電流により作られる磁界を用いて、MTJ素子31の磁
化の向きを平行又は反平行にすることにより達成され
る。As shown in FIG. 19, the MTJ element 31 has
The write word line 28 and the bit line (data selection line) 32 intersect each other at the intersection. For writing data, a current is passed through each of the write word line 28 and the bit line 32, and the magnetic field generated by the currents flowing through the both wirings 28, 32 is used to change the magnetization direction of the MTJ element 31 in parallel or reverse direction. It is achieved by making them parallel.
【0009】例えば、書き込み時、ビット線32には一
方向に向かう電流I1のみを流し、書き込みワード線2
8には書き込みデータに応じて一方向又は他方向に向か
う電流I2、I3を流す。ここで、書き込みワード線2
8に一方向に向かう電流I2を流すとき、MTJ素子3
1の磁化の向きは、平行(“1”の状態)となる。一
方、書き込みワード線28に他方向に向かう電流I3を
流すとき、MTJ素子31の磁化の向きは、反平行
(“0”の状態)となる。For example, at the time of writing, only a current I1 flowing in one direction is passed through the bit line 32, and the write word line 2
Currents I2 and I3 flowing in one direction or in the other direction depending on the write data are passed through 8. Here, write word line 2
When a current I2 flowing in one direction flows through the MTJ element 3
The magnetization directions of 1 are parallel (state of "1"). On the other hand, when the current I3 flowing in the other direction is passed through the write word line 28, the magnetization directions of the MTJ element 31 are antiparallel (state of "0").
【0010】このようにMTJ素子31の磁化の向きが
変わるしくみは、次の通りである。つまり、選択された
書き込みワード線28に電流を流すと、MTJ素子31
の長辺方向、即ちEasy−Axis(容易軸)方向に
磁界Hxが発生する。また、選択されたビット線32に
電流を流すと、MTJ素子31の短辺方向、即ちHar
d−Axis(困難軸)方向に磁界Hyが発生する。こ
れにより、選択された書き込みワード線28及び選択さ
れたビット線32の交点に位置するMTJ素子31に
は、Easy−Axis方向の磁界HxとHard−A
xis方向の磁界Hyとの合成磁界がかかる。The mechanism by which the magnetization direction of the MTJ element 31 changes in this way is as follows. That is, when a current is passed through the selected write word line 28, the MTJ element 31
The magnetic field Hx is generated in the long-side direction, that is, in the Easy-Axis (easy axis) direction. When a current is passed through the selected bit line 32, the short side direction of the MTJ element 31, that is, Har
A magnetic field Hy is generated in the d-Axis (hard axis) direction. As a result, the MTJ element 31 located at the intersection of the selected write word line 28 and the selected bit line 32 has magnetic fields Hx and Hard-A in the Easy-Axis direction.
A combined magnetic field with the magnetic field Hy in the xis direction is applied.
【0011】ここで、図20に示すように、Easy−
Axis方向の磁界HxとHard−Axis方向の磁
界Hyとの合成磁界の大きさが、実線で示すアステロイ
ド曲線の外側(斜線部分)にある場合には、磁性層43
の磁化の向きを反転させることができる。逆に、Eas
y−Axis方向の磁界HxとHard−Axis方向
の磁界Hyとの合成磁界の大きさが、アステロイド曲線
の内側(空白部分)にある場合には、磁性層43の磁化
の向きを反転させることはできない。Here, as shown in FIG. 20, Easy-
When the magnitude of the combined magnetic field of the magnetic field Hx in the Axis direction and the magnetic field Hy in the Hard-Axis direction is outside the asteroid curve indicated by the solid line (hatched portion), the magnetic layer 43.
The magnetization direction of can be reversed. Conversely, Eas
When the magnitude of the combined magnetic field of the magnetic field Hx in the y-Axis direction and the magnetic field Hy in the Hard-Axis direction is inside the asteroid curve (blank part), the magnetization direction of the magnetic layer 43 is reversed. I can't.
【0012】また、図21の実線及び点線に示すよう
に、Hard−Axis方向の磁界Hyの大きさによっ
て、MTJ素子31の抵抗値を変えるために必要なEa
sy−Axis方向の磁界Hxの大きさも変化する。こ
の現象を利用することにより、アレイ状に配置されるメ
モリセルのうち、選択された書き込みワード線28及び
選択されたビット線32の交点に存在するMTJ素子3
1のみの磁化の向きを変化させ、MTJ素子31の抵抗
値を変えることができる。Further, as shown by the solid and dotted lines in FIG. 21, Ea required to change the resistance value of the MTJ element 31 depending on the magnitude of the magnetic field Hy in the Hard-Axis direction.
The magnitude of the magnetic field Hx in the sy-Axis direction also changes. By utilizing this phenomenon, the MTJ element 3 existing at the intersection of the selected write word line 28 and the selected bit line 32 among the memory cells arranged in an array.
The resistance value of the MTJ element 31 can be changed by changing the magnetization direction of only 1.
【0013】尚、MTJ素子31の抵抗値の変化率は、
MR(Magneto Resistive)比で表される。例えば、E
asy−Axis方向に磁界Hxを発生させると、MT
J素子31の抵抗値は、磁界Hxを発生させる前と比べ
て例えば17%程度変化し、この場合のMR比は17%
となる。このMR比は磁性層の性質により変化し、現在
ではMR比が50%程度のMTJ素子も得られている。The rate of change of the resistance value of the MTJ element 31 is
It is represented by an MR (Magneto Resistive) ratio. For example, E
When the magnetic field Hx is generated in the asy-Axis direction, MT
The resistance value of the J element 31 changes by, for example, about 17% as compared with that before the magnetic field Hx is generated, and the MR ratio in this case is 17%.
Becomes This MR ratio changes depending on the properties of the magnetic layer, and currently, an MTJ element having an MR ratio of about 50% is also obtained.
【0014】以上のように、Easy−Axis方向の
磁界HxとHard−Axis方向の磁界Hyの大きさ
をそれぞれ変え、これらの合成磁界の大きさを変えるこ
とで、MTJ素子31の磁化の向きが制御される。この
ようにして、MTJ素子31の磁化の向きが平行となる
状態又はMTJ素子31の磁化の向きが反平行となる状
態を作り出し、“1”又は“0”の情報を記憶すること
ができる。As described above, by changing the magnitudes of the magnetic field Hx in the Easy-Axis direction and the magnetic field Hy in the Hard-Axis direction, and changing the magnitude of the combined magnetic field, the direction of magnetization of the MTJ element 31 is changed. Controlled. In this way, a state in which the magnetization directions of the MTJ element 31 are parallel or a state in which the magnetization directions of the MTJ element 31 are antiparallel can be created, and information "1" or "0" can be stored.
【0015】図22は、従来技術によるトランジスタを
備えた磁気記憶装置の断面図を示す。図23は、従来技
術によるダイオードを備えた磁気記憶装置の断面図を示
す。以下、MTJ素子に記憶された情報を読み出す動作
について簡単に説明する。FIG. 22 is a sectional view of a magnetic memory device having a transistor according to the related art. FIG. 23 shows a cross-sectional view of a magnetic memory device including a diode according to the related art. The operation of reading the information stored in the MTJ element will be briefly described below.
【0016】データの読み出しは、選択されたMTJ素
子31に電流を流し、このMTJ素子31の抵抗値を検
出することにより行うことができる。この抵抗値は、M
TJ素子31に磁界をかけることで変化する。このよう
に変化された抵抗値は、次のような方法で読み出され
る。Data can be read by passing a current through the selected MTJ element 31 and detecting the resistance value of the MTJ element 31. This resistance is M
It changes when a magnetic field is applied to the TJ element 31. The resistance value changed in this way is read by the following method.
【0017】例えば、図22は、読み出し用のスイッチ
ング素子としてMOSFET64を用いた例である。図
22に示すように、1セル内には、MTJ素子31がM
OSFET64のソース/ドレイン拡散層63に直列に
接続されている。そして、任意のMOSFET64のゲ
ートをオンすることで、ビット線32〜MTJ素子31
〜下部電極30〜コンタクト29〜第2の配線28〜コ
ンタクト27〜第1の配線26〜コンタクト25〜ソー
ス/ドレイン拡散層63に電流が流れる電流経路が形成
でき、オンしたMOSFET64に接続するMTJ素子
31の抵抗値を読み出すことができる。For example, FIG. 22 shows an example in which a MOSFET 64 is used as a switching element for reading. As shown in FIG. 22, in one cell, the MTJ element 31 has M
The source / drain diffusion layer 63 of the OSFET 64 is connected in series. Then, by turning on the gate of an arbitrary MOSFET 64, the bit line 32 to the MTJ element 31
-Lower electrode 30-Contact 29-Second wiring 28-Contact 27-First wiring 26-Contact 25-Source / drain diffused layer 63 A current path can be formed and an MTJ element connected to the turned-on MOSFET 64. The resistance value of 31 can be read.
【0018】また、図23は、読み出し用のスイッチン
グ素子としてダイオード73を用いた例である。図23
に示すように、1セル内には、1つのMTJ素子31が
P+型の第1の拡散層71とN-型の第2の拡散層72と
からなるダイオード73に直列に接続されている。そし
て、任意のダイオード73に電流が流れるようにバイア
ス電圧を調整することで、このダイオード73に接続す
るMTJ素子31の抵抗値を読み出すことができる。FIG. 23 shows an example in which a diode 73 is used as a switching element for reading. FIG. 23
As shown in FIG. 1, in one cell, one MTJ element 31 is connected in series to a diode 73 composed of a P + -type first diffusion layer 71 and an N − -type second diffusion layer 72. . The resistance value of the MTJ element 31 connected to the diode 73 can be read by adjusting the bias voltage so that the current flows through the arbitrary diode 73.
【0019】以上のように、MTJ素子31の抵抗値を
読み出した結果、抵抗値が低い場合は“1”、抵抗値が
高い場合は“0”の情報が書き込まれていたことが判断
できる。As described above, as a result of reading the resistance value of the MTJ element 31, it can be determined that the information "1" is written when the resistance value is low and the information "0" is written when the resistance value is high.
【0020】[0020]
【非特許文献1】Roy Scheuerlein, et al.,A 10ns Re
ad and Write Non-Volatile Memory Array Using a Mag
netic Tunnel Junction and FET Switch in each Cel
l,「2000 ISSCC Digest of Technical Papers」,(米
国),2000年2月,p.128-129[Non-Patent Document 1] Roy Scheuerlein, et al., A 10ns Re
ad and Write Non-Volatile Memory Array Using a Mag
netic Tunnel Junction and FET Switch in each Cel
l, “2000 ISSCC Digest of Technical Papers”, (USA), February 2000, p.128-129
【0021】[0021]
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術による磁
気記憶装置では、バルク基板61にスイッチング素子を
形成している。従って、スイッチング素子としてダイオ
ード73を用いた磁気記憶装置では、図23に示すよう
に、隣接セルと電気的に分離するため、素子分離領域6
5の底面より浅くなるようにN-型の第2の拡散層72
が形成され、このN-型の第2の拡散層72内の表面に
P+型の第1の拡散層71が形成される。このため、バ
ルク基板61を用いてダイオード73を形成する場合、
P+型の第1の拡散層71は非常に浅く形成する必要が
あった。しかしながら、P+型の第1の拡散層71を浅
く形成することはプロセス上非常に困難であり、均一な
ダイオード特性を得ることが難しかった。In the magnetic storage device according to the above-mentioned conventional technique, the switching element is formed on the bulk substrate 61. Therefore, in the magnetic memory device using the diode 73 as the switching element, as shown in FIG. 23, the element isolation region 6 is electrically separated from the adjacent cell.
N − -type second diffusion layer 72 so as to be shallower than the bottom surface of
Is formed, and the P + -type first diffusion layer 71 is formed on the surface of the N − -type second diffusion layer 72. Therefore, when the diode 73 is formed using the bulk substrate 61,
The P + -type first diffusion layer 71 had to be formed very shallow. However, it is very difficult in the process to form the P + -type first diffusion layer 71 shallowly, and it is difficult to obtain uniform diode characteristics.
【0022】本発明は上記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、ダイオード特
性のばらつきを抑制することが可能な磁気記憶装置及び
その製造方法を提供することにある。The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a magnetic memory device capable of suppressing variations in diode characteristics and a manufacturing method thereof. .
【0023】[0023]
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために以下に示す手段を用いている。The present invention uses the following means in order to achieve the above object.
【0024】本発明の第1の視点による磁気記憶装置
は、第1の半導体層と、この第1の半導体層上に形成さ
れた第1の絶縁膜と、この第1の絶縁膜上に形成された
第2の半導体層とを備えたSOI基板と、前記第2の半
導体層の表面から前記第1の絶縁膜に達する深さを有
し、前記第2の半導体層内に選択的に形成された素子分
離絶縁膜と、前記第2の半導体層に形成されたスイッチ
ング素子と、前記スイッチング素子に接続された磁気抵
抗効果素子と、前記磁気抵抗効果素子の下方に前記磁気
抵抗効果素子と離間して配置され、第1の方向に延在す
る第1の配線と、前記磁気抵抗効果素子上に形成され、
前記第1の方向と異なる第2の方向に延在する第2の配
線とを具備する。A magnetic memory device according to a first aspect of the present invention is a first semiconductor layer, a first insulating film formed on the first semiconductor layer, and a first insulating film formed on the first insulating film. An SOI substrate having an exposed second semiconductor layer, and a depth reaching the first insulating film from the surface of the second semiconductor layer, and selectively formed in the second semiconductor layer. Element isolation insulating film, a switching element formed on the second semiconductor layer, a magnetoresistive effect element connected to the switching element, and a space below the magnetoresistive effect element and separated from the magnetoresistive effect element. Formed on the magnetoresistive effect element and a first wiring extending in a first direction,
And a second wiring extending in a second direction different from the first direction.
【0025】本発明の第2の視点による磁気記憶装置の
製造方法は、第1の半導体層と、この第1の半導体層上
に配置された第1の絶縁膜と、この第1の絶縁膜上に配
置された第2の半導体層とを備えたSOI基板を形成す
る工程と、前記第2の半導体層内に、前記第2の半導体
層の表面から前記第1の絶縁膜に達する深さを有する素
子分離絶縁膜を選択的に形成する工程と、前記第2の半
導体層にスイッチング素子を形成する工程と、第1の方
向に延在する第1の配線を形成する工程と、前記第1の
配線の上方に前記第1の配線と離間して、前記スイッチ
ング素子に接続する磁気抵抗効果素子を形成する工程
と、前記磁気抵抗効果素子上に、前記第1の方向と異な
る第2の方向に延在する第2の配線を形成する工程とを
具備する。According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a magnetic memory device, comprising: a first semiconductor layer, a first insulating film arranged on the first semiconductor layer, and the first insulating film. Forming an SOI substrate having a second semiconductor layer disposed thereabove, and a depth of reaching the first insulating film from the surface of the second semiconductor layer in the second semiconductor layer. Selectively forming an element isolation insulating film having: a step of forming a switching element in the second semiconductor layer; a step of forming a first wiring extending in a first direction; A step of forming a magnetoresistive effect element which is connected to the switching element above the first wiring and is separated from the first wiring; and a second step different from the first direction on the magnetoresistive effect element. And forming a second wiring extending in the direction.
【0026】[0026]
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態は、トンネル
磁気抵抗(Tunneling Magneto Resistive)効果を利用
したMTJ(Magnetic Tunnel Junction)素子を記憶素
子として用いた磁気記憶装置(MRAM:Magnetic Ran
dom Access Memory)に関するものである。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the embodiments of the present invention, a magnetic storage device (MRAM: Magnetic Ran) using an MTJ (Magnetic Tunnel Junction) element utilizing a tunneling magnetoresistive (Tunneling Magneto Resistive) effect as a storage element.
dom Access Memory).
【0027】本発明の実施の形態を以下に図面を参照し
て説明する。この説明に際し、全図にわたり、共通する
部分には共通する参照符号を付す。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In this description, common reference numerals are given to common portions throughout the drawings.
【0028】[第1の実施形態]第1の実施形態は、S
OI(Silicon On Insulator)基板を用いてダイオード
を形成し、ゲート電極の電位を固定している例である。[First Embodiment] In the first embodiment, S
This is an example in which a diode is formed using an OI (Silicon On Insulator) substrate and the potential of the gate electrode is fixed.
【0029】図1は、本発明の第1の実施形態に係る磁
気記憶装置の断面図を示す。図2は、本発明の第1の実
施形態に係る磁気記憶装置の概略的な回路図を示す。FIG. 1 is a sectional view of a magnetic memory device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic circuit diagram of the magnetic memory device according to the first embodiment of the present invention.
【0030】図1、図2に示すように、第1の実施形態
に係る磁気記憶装置は、第1及び第2の半導体層11、
12と、これら第1及び第2の半導体層11、12間に
形成された埋め込み酸化膜13とからなるSOI基板1
4を用いている。このSOI基板14には、第2の半導
体層12の表面から埋め込み酸化膜13に達する深さま
で例えばSTI(Shallow Trench Isolation)構造の素
子分離領域15が選択的に形成されており、1セル毎に
埋め込み酸化膜13及び素子分離領域15で囲まれた第
2の半導体層12が形成されている。この絶縁膜13、
15で囲まれた第2の半導体層12上には、ゲート絶縁
膜16を介してゲート電極17が選択的に形成されてい
る。このゲート電極17は所定の電位に固定されてお
り、例えばグランド電位に固定されている。そして、ゲ
ート電極17の一端の第2の半導体層12内にP+型の
第1の拡散層19が形成され、ゲート電極17の他端の
第2の半導体層12内にN+型の第2の拡散層21が形
成されている。このようにして、いわゆるゲート制御型
のダイオード10がSOI基板14に形成されている。As shown in FIGS. 1 and 2, in the magnetic memory device according to the first embodiment, the first and second semiconductor layers 11 and
12 and an embedded oxide film 13 formed between the first and second semiconductor layers 11 and 12
4 is used. In this SOI substrate 14, for example, an element isolation region 15 having an STI (Shallow Trench Isolation) structure is selectively formed from the surface of the second semiconductor layer 12 to a depth reaching the buried oxide film 13, and for each cell. A second semiconductor layer 12 surrounded by the buried oxide film 13 and the element isolation region 15 is formed. This insulating film 13,
A gate electrode 17 is selectively formed on the second semiconductor layer 12 surrounded by 15 via a gate insulating film 16. The gate electrode 17 is fixed to a predetermined potential, for example, the ground potential. Then, a P + -type first diffusion layer 19 is formed in the second semiconductor layer 12 at one end of the gate electrode 17, and an N + -type first diffusion layer 19 is formed in the second semiconductor layer 12 at the other end of the gate electrode 17. Two diffusion layers 21 are formed. In this way, the so-called gate control type diode 10 is formed on the SOI substrate 14.
【0031】また、ダイオード10の第1の拡散層19
には、第1乃至第4のコンタクト23a、25、27、
29、第1乃至第3の配線24a、26、28a及び下
部電極30を介して、MTJ素子31が直列に接続され
ている。このMTJ素子31にはビット線32が接続さ
れ、MTJ素子31の下方にはMTJ素子31と離間し
て第3の配線からなる書き込みワード線28bが配置さ
れている。Further, the first diffusion layer 19 of the diode 10
The first to fourth contacts 23a, 25, 27,
An MTJ element 31 is connected in series via 29, the first to third wirings 24 a, 26, 28 a and the lower electrode 30. A bit line 32 is connected to the MTJ element 31, and a write word line 28b formed of a third wiring is arranged below the MTJ element 31 so as to be separated from the MTJ element 31.
【0032】また、ダイオード10の第2の拡散層21
には、第1のコンタクト23b及び第1の配線24bが
接続されており、第1の配線24bは周辺回路(図示せ
ず)に接続される。In addition, the second diffusion layer 21 of the diode 10
Is connected to a first contact 23b and a first wiring 24b, and the first wiring 24b is connected to a peripheral circuit (not shown).
【0033】以上のように、MTJ素子31は、磁化の
向きが固定された磁化固着層(磁性層)41と、トンネ
ル接合層(非磁性層)42と、磁化の向きが反転する磁
気記録層(磁性層)43との少なくとも3層で構成され
ている。そして、MTJ素子31は、1層のトンネル接
合層42からなる1重トンネル接合構造又は2層のトン
ネル接合層42からなる2重トンネル接合構造になって
いる。以下、1重トンネル接合構造や2重トンネル接合
構造のMTJ素子31の例について説明する。As described above, the MTJ element 31 has the magnetization pinned layer (magnetic layer) 41 whose magnetization direction is fixed, the tunnel junction layer (nonmagnetic layer) 42, and the magnetic recording layer whose magnetization direction is reversed. (Magnetic layer) 43 and at least three layers. The MTJ element 31 has a single tunnel junction structure composed of one tunnel junction layer 42 or a double tunnel junction structure composed of two tunnel junction layers 42. Hereinafter, examples of the MTJ element 31 having a single tunnel junction structure or a double tunnel junction structure will be described.
【0034】図3(a)に示す1重トンネル接合構造の
MTJ素子31は、テンプレート層101、初期強磁性
層102、反強磁性層103、基準強磁性層104が順
に積層された磁化固着層41と、この磁化固着層41上
に形成されたトンネル接合層42と、このトンネル接合
層42上に自由強磁性層105、接点層106が順に積
層された磁気記録層43とからなる。The MTJ element 31 of the single tunnel junction structure shown in FIG. 3A is a magnetization fixed layer in which a template layer 101, an initial ferromagnetic layer 102, an antiferromagnetic layer 103 and a reference ferromagnetic layer 104 are laminated in this order. 41, a tunnel junction layer 42 formed on the magnetization fixed layer 41, and a magnetic recording layer 43 in which a free ferromagnetic layer 105 and a contact layer 106 are sequentially stacked on the tunnel junction layer 42.
【0035】図3(b)に示す1重トンネル接合構造の
MTJ素子31は、テンプレート層101、初期強磁性
層102、反強磁性層103、強磁性層104′、非磁
性層107、強磁性層104″が順に積層された磁化固
着層41と、この磁化固着層41上に形成されたトンネ
ル接合層42と、このトンネル接合層42上に強磁性層
105′、非磁性層107、強磁性層105″、接点層
106が順に積層された磁気記録層43とからなる。The MTJ element 31 having the single tunnel junction structure shown in FIG. 3B has a template layer 101, an initial ferromagnetic layer 102, an antiferromagnetic layer 103, a ferromagnetic layer 104 ', a nonmagnetic layer 107, and a ferromagnetic layer. A magnetic pinned layer 41 in which layers 104 ″ are sequentially stacked, a tunnel junction layer 42 formed on the magnetic pinned layer 41, a ferromagnetic layer 105 ′, a nonmagnetic layer 107, and a ferromagnetic layer on the tunnel junction layer 42. The layer 105 ″ and the contact layer 106 are formed in this order on the magnetic recording layer 43.
【0036】尚、図3(b)に示すMTJ素子31で
は、磁化固着層41内の強磁性層104′、非磁性層1
07、強磁性層104″からなる3層構造と、磁気記録
層43内の強磁性層105′、非磁性層107、強磁性
層105″からなる3層構造とを導入することで、図3
(a)に示すMTJ素子31よりも、強磁性内部の磁極
の発生を抑制し、より微細化に適したセル構造が提供で
きる。In the MTJ element 31 shown in FIG. 3B, the ferromagnetic layer 104 'and the non-magnetic layer 1 in the magnetization pinned layer 41.
07, the three-layer structure including the ferromagnetic layer 104 ″ and the three-layer structure including the ferromagnetic layer 105 ′, the non-magnetic layer 107, and the ferromagnetic layer 105 ″ in the magnetic recording layer 43 are introduced.
As compared with the MTJ element 31 shown in (a), it is possible to suppress the generation of magnetic poles inside the ferromagnetism and provide a cell structure suitable for further miniaturization.
【0037】図4(a)に示す2重トンネル接合構造の
MTJ素子31は、テンプレート層101、初期強磁性
層102、反強磁性層103、基準強磁性層104が順
に積層された第1の磁化固着層41aと、この第1の磁
化固着層41a上に形成された第1のトンネル接合層4
2aと、この第1のトンネル接合層42a上に形成され
た磁気記録層43と、この磁気記録層43上に形成され
た第2のトンネル接合層42bと、この第2のトンネル
接合層42b上に基準強磁性層104、反強磁性層10
3、初期強磁性層102、接点層106が順に積層され
た第2の磁化固着層41bとからなる。The MTJ element 31 having the double tunnel junction structure shown in FIG. 4A has a first layer in which a template layer 101, an initial ferromagnetic layer 102, an antiferromagnetic layer 103, and a reference ferromagnetic layer 104 are sequentially stacked. Magnetization pinned layer 41a and first tunnel junction layer 4 formed on this first magnetization pinned layer 41a.
2a, the magnetic recording layer 43 formed on the first tunnel junction layer 42a, the second tunnel junction layer 42b formed on the magnetic recording layer 43, and the second tunnel junction layer 42b. The reference ferromagnetic layer 104 and the antiferromagnetic layer 10
3, an initial ferromagnetic layer 102, and a second magnetization pinned layer 41b in which a contact layer 106 is sequentially stacked.
【0038】図4(b)に示す2重トンネル接合構造の
MTJ素子31は、テンプレート層101、初期強磁性
層102、反強磁性層103、基準強磁性層104が順
に積層され第1の磁化固着層41aと、この第1の磁化
固着層41a上に形成された第1のトンネル接合層42
aと、この第1のトンネル接合層42a上に強磁性層4
3′、非磁性層107、強磁性層43″の3層構造によ
って順に積層された磁気記録層43と、この磁気記録層
43上に形成された第2のトンネル接合層42bと、こ
の第2のトンネル接合層42b上に強磁性層104′、
非磁性層107、強磁性層104″、反強磁性層10
3、初期強磁性層102、接点層106が順に積層され
た第2の磁化固着層41bとからなる。In the MTJ element 31 having the double tunnel junction structure shown in FIG. 4B, the template layer 101, the initial ferromagnetic layer 102, the antiferromagnetic layer 103, and the reference ferromagnetic layer 104 are laminated in this order to obtain the first magnetization. The pinned layer 41a and the first tunnel junction layer 42 formed on the first magnetization pinned layer 41a.
a and the ferromagnetic layer 4 on the first tunnel junction layer 42a.
3 ', non-magnetic layer 107, ferromagnetic layer 43 ", a magnetic recording layer 43 sequentially laminated by a three-layer structure, a second tunnel junction layer 42b formed on the magnetic recording layer 43, and a second tunnel junction layer 42b. On the tunnel junction layer 42b of the ferromagnetic layer 104 ',
Nonmagnetic layer 107, ferromagnetic layer 104 ″, antiferromagnetic layer 10
3, an initial ferromagnetic layer 102, and a second magnetization pinned layer 41b in which a contact layer 106 is sequentially stacked.
【0039】尚、図4(b)に示すMTJ素子31で
は、磁気記録層43を構成する強磁性層43′、非磁性
層107、強磁性層43″の3層構造と、第2の磁化固
着層41b内の強磁性層104′、非磁性層107、強
磁性層104″からなる3層構造とを導入することで、
図4(a)に示すMTJ素子31よりも、強磁性内部の
磁極の発生を抑制し、より微細化に適したセル構造が提
供できる。In the MTJ element 31 shown in FIG. 4B, a three-layer structure of a ferromagnetic layer 43 ', a non-magnetic layer 107 and a ferromagnetic layer 43 "constituting the magnetic recording layer 43, and a second magnetization. By introducing the three-layer structure including the ferromagnetic layer 104 ′, the nonmagnetic layer 107, and the ferromagnetic layer 104 ″ in the pinned layer 41b,
As compared with the MTJ element 31 shown in FIG. 4A, it is possible to provide a cell structure that suppresses the generation of magnetic poles inside the ferromagnetic material and is more suitable for miniaturization.
【0040】このような2重トンネル接合構造のMTJ
素子31は、1重トンネル接合構造のMTJ素子31よ
りも、同じ外部バイアスを印加したときのMR(Magnet
o Resistive)比(“1”の状態と“0”の状態との抵
抗の変化率)の劣化が少なく、より高いバイアスで動作
できる。すなわち、2重トンネル接合構造は、セル内の
情報を読み出す際に有利となる。MTJ having such a double tunnel junction structure
The element 31 has an MR (Magnet) when the same external bias is applied as compared with the MTJ element 31 having a single tunnel junction structure.
o Resistive) Ratio (rate of change of resistance between "1" state and "0" state) is small, and a higher bias can be operated. That is, the double tunnel junction structure is advantageous when reading information in the cell.
【0041】このような1重トンネル接合構造又は2重
トンネル接合構造のMTJ素子31は、例えば以下の材
料を用いて形成される。The MTJ element 31 having such a single tunnel junction structure or double tunnel junction structure is formed by using, for example, the following materials.
【0042】磁化固着層41、41a、41b及び磁気
記録層43の材料には、例えば、Fe,Co,Ni又は
それらの合金、磁化分極率の大きいマグネタイト、Cr
O2,RXMnO3-y (R;希土類、X;Ca,Ba,
Sr)などの酸化物の他、NiMnSb,PtMnSb
などのホイスラー合金などを用いることが好ましい。ま
た、これら磁性体には、強磁性を失わないかぎり、A
g,Cu,Au,Al,Mg,Si,Bi,Ta,B,
C,O,N,Pd,Pt,Zr,Ir,W,Mo,Nb
などの非磁性元素が多少含まれていてもよい。The materials of the magnetization pinned layers 41, 41a, 41b and the magnetic recording layer 43 are, for example, Fe, Co, Ni or their alloys, magnetite having a large magnetization polarizability, and Cr.
O 2 , RXMnO 3-y (R: rare earth, X: Ca, Ba,
In addition to oxides such as Sr), NiMnSb, PtMnSb
It is preferable to use a Heusler alloy or the like. In addition, these magnetic materials must have A
g, Cu, Au, Al, Mg, Si, Bi, Ta, B,
C, O, N, Pd, Pt, Zr, Ir, W, Mo, Nb
Some non-magnetic elements such as
【0043】磁化固着層41、41a、41bの一部を
構成する反強磁性層103の材料には、Fe−Mn,P
t−Mn,Pt−Cr−Mn,Ni−Mn,Ir−M
n,NiO,Fe2 O3 などを用いることが好ましい。The material of the antiferromagnetic layer 103 forming part of the magnetization pinned layers 41, 41a, 41b is Fe--Mn, P.
t-Mn, Pt-Cr-Mn, Ni-Mn, Ir-M
It is preferable to use n, NiO, Fe 2 O 3 or the like.
【0044】トンネル接合層42、42a、42bの材
料には、Al2 O3 ,SiO2 ,MgO,AlN,Bi
2 O3 ,MgF2 ,CaF2 ,SrTiO2 ,AlLa
O3などの様々な誘電体を使用することができる。これ
らの誘電体には、酸素、窒素、フッ素欠損が存在してい
てもよい。The tunnel junction layers 42, 42a and 42b are made of Al 2 O 3 , SiO 2 , MgO, AlN and Bi.
2 O 3 , MgF 2 , CaF 2 , SrTiO 2 , AlLa
Various dielectrics such as O 3 can be used. Oxygen, nitrogen and fluorine deficiencies may be present in these dielectrics.
【0045】図5乃至図7は、本発明の第1の実施形態
に係る磁気記憶装置の製造工程の断面図を示す。以下
に、本発明の第1の実施形態に係る磁気記憶装置の製造
方法について簡単に説明する。5 to 7 are sectional views showing the steps of manufacturing the magnetic memory device according to the first embodiment of the present invention. The method of manufacturing the magnetic memory device according to the first embodiment of the present invention will be briefly described below.
【0046】図5に示すように、例えばP型の第1の半
導体層11と、第2の半導体層12と、例えばシリコン
酸化膜からなる埋め込み酸化膜13とで構成されたSO
I基板14が用いられる。まず、第2の半導体層12の
表面から埋め込み酸化膜13に達するように、STI構
造の素子分離領域15が選択的に形成される。次に、第
2の半導体層12内にイオン注入及び熱拡散が行われ、
例えばP型の第2の半導体層12が形成される。尚、第
2の半導体層12は、N型にしてもよい。次に、第2の
半導体層12上に、ゲート絶縁膜16を介してゲート電
極17が選択的に形成される。As shown in FIG. 5, an SO composed of, for example, a P-type first semiconductor layer 11, a second semiconductor layer 12, and a buried oxide film 13 made of, for example, a silicon oxide film.
The I substrate 14 is used. First, the element isolation region 15 having the STI structure is selectively formed so as to reach the buried oxide film 13 from the surface of the second semiconductor layer 12. Next, ion implantation and thermal diffusion are performed in the second semiconductor layer 12,
For example, the P-type second semiconductor layer 12 is formed. The second semiconductor layer 12 may be N-type. Next, the gate electrode 17 is selectively formed on the second semiconductor layer 12 via the gate insulating film 16.
【0047】次に、図6に示すように、ゲート電極17
及び第2の半導体層12上にフォトレジスト18が塗布
され、このフォトレジスト18が所望のパターンに形成
される。このフォトレジスト18をマスクとして、第2
の半導体層12内にイオン注入及び熱拡散が行われる。
これにより、ゲート電極17の一端における第2の半導
体層12内に、P+型の第1の拡散層19が形成され
る。その後、フォトレジスト18が除去される。Next, as shown in FIG. 6, the gate electrode 17
Then, a photoresist 18 is applied on the second semiconductor layer 12, and the photoresist 18 is formed into a desired pattern. With the photoresist 18 as a mask, the second
Ion implantation and thermal diffusion are performed in the semiconductor layer 12.
As a result, the P + -type first diffusion layer 19 is formed in the second semiconductor layer 12 at one end of the gate electrode 17. Then, the photoresist 18 is removed.
【0048】次に、図7に示すように、ゲート電極17
及び第2の半導体層12上にフォトレジスト20が塗布
され、このフォトレジスト20が所望のパターンに形成
される。このフォトレジスト20をマスクとして、第2
の半導体層12内にイオン注入及び熱拡散が行われる。
これにより、ゲート電極17の他端における第2の半導
体層12内に、N+型の第2の拡散層21が形成され、
ダイオード10が形成される。その後、フォトレジスト
20が除去される。Next, as shown in FIG. 7, the gate electrode 17
Then, a photoresist 20 is applied on the second semiconductor layer 12, and the photoresist 20 is formed into a desired pattern. With the photoresist 20 as a mask, the second
Ion implantation and thermal diffusion are performed in the semiconductor layer 12.
As a result, the N + -type second diffusion layer 21 is formed in the second semiconductor layer 12 at the other end of the gate electrode 17,
The diode 10 is formed. Then, the photoresist 20 is removed.
【0049】次に、図1に示すように、ゲート電極1
7、第2の半導体層12及び素子分離領域15上に絶縁
膜22が形成される。次に、公知の技術を用いて、絶縁
膜22内に、第1乃至第4のコンタクト23a、23
b、25、27、29及び第1乃至第3の配線24a、
24b、26、28a、28bが形成される。ここで、
第1乃至第4のコンタクト23a、25、27、27及
び第1乃至第3の配線24a、26、28aは第1の拡
散層19に接続され、第1のコンタクト23b及び第1
の配線24bは第2の拡散層21に接続される。また、
第3の配線28bは、書き込みワード線として機能す
る。次に、第4のコンタクト29上に下部電極30が形
成され、この下部電極30上の書き込みワード線28b
の上方にMTJ素子31が形成される。そして、このM
TJ素子31上にビット線32が形成される。Next, as shown in FIG. 1, the gate electrode 1
7, the insulating film 22 is formed on the second semiconductor layer 12 and the element isolation region 15. Next, using known techniques, the first to fourth contacts 23a, 23 are formed in the insulating film 22.
b, 25, 27, 29 and the first to third wirings 24a,
24b, 26, 28a, 28b are formed. here,
The first to fourth contacts 23a, 25, 27, 27 and the first to third wirings 24a, 26, 28a are connected to the first diffusion layer 19, and the first contact 23b and the first contact 23b.
The wiring 24b of is connected to the second diffusion layer 21. Also,
The third wiring 28b functions as a write word line. Next, the lower electrode 30 is formed on the fourth contact 29, and the write word line 28b on the lower electrode 30 is formed.
The MTJ element 31 is formed above. And this M
The bit line 32 is formed on the TJ element 31.
【0050】尚、第1の拡散層19と第2の拡散層21
はどちらを先に形成してもよく、第2の拡散層21から
先に形成することも可能である。Incidentally, the first diffusion layer 19 and the second diffusion layer 21.
Either of them may be formed first, and the second diffusion layer 21 may be formed first.
【0051】上記第1の実施形態によれば、SOI基板
14を用いてダイオード10を形成しているため、第2
の半導体層12は、1セル毎に、第2の半導体層12下
の埋め込み酸化膜13と素子分離領域15で囲まれてい
る。つまり、各セルは、隣接セルと埋め込み酸化膜13
及び素子分離領域15で電気的に分離されている。従っ
て、従来のように、隣接セルと電気的に分離するために
第1及び第2の拡散層19、21の深さを調整する必要
がないため、ダイオード特性のばらつきを抑制すること
ができる。According to the first embodiment described above, since the diode 10 is formed using the SOI substrate 14, the second
The semiconductor layer 12 is surrounded by the buried oxide film 13 and the element isolation region 15 under the second semiconductor layer 12 for each cell. That is, each cell has an adjacent cell and the buried oxide film 13.
And the element isolation regions 15 electrically separate. Therefore, unlike the conventional case, it is not necessary to adjust the depths of the first and second diffusion layers 19 and 21 in order to electrically separate the adjacent cells, so that variations in diode characteristics can be suppressed.
【0052】また、SOI基板14を用いてダイオード
10を形成すれば、第1及び第2の拡散層19、21の
形成において、イオン注入後の熱拡散の際に第1及び第
2の拡散層19、21が隣接セルへ延びるおそれもな
い。従って、隣接セル間の距離を長く確保する必要がな
いため、メモリセルサイズを縮小することができる。Further, if the diode 10 is formed by using the SOI substrate 14, the first and second diffusion layers 19 and 21 are formed, and the first and second diffusion layers are formed at the time of thermal diffusion after ion implantation. There is no possibility that 19 and 21 will extend to the adjacent cells. Therefore, since it is not necessary to secure a long distance between adjacent cells, the memory cell size can be reduced.
【0053】尚、第1及び第2の拡散層19、21は所
定間隔Xだけ離間して形成することが望ましい。これ
は、第1及び第2の拡散層19、21を接するように形
成すると、この接した領域でPN接合が形成され、リー
ク電流が発生してしまうためである。例えば、第1及び
第2の拡散層19、21間の間隔Xは、ゲート電極17
の幅Yと等しい程度でもよいが、メモリセル領域の専有
面積を減少させることも考慮すると、ゲート電極17の
幅Yの1/2程度が望ましい。このようにゲート電極1
7の幅Yよりも第1及び第2の拡散層19、21間の間
隔Xを小さくするには、ゲート電極17の側壁に側壁絶
縁膜を形成する前に、熱処理時間を調整して第1及び第
2の拡散層19、21を形成し、その後、ゲート電極1
7の側壁に側壁絶縁膜を形成すればよい。It is desirable that the first and second diffusion layers 19 and 21 are formed apart from each other by a predetermined distance X. This is because if the first and second diffusion layers 19 and 21 are formed so as to be in contact with each other, a PN junction is formed in the contacted region, and a leak current is generated. For example, the distance X between the first and second diffusion layers 19 and 21 is determined by the gate electrode 17
Although it may be about the same as the width Y of the gate electrode 17, it is preferably about ½ of the width Y of the gate electrode 17 in consideration of reducing the occupied area of the memory cell region. Thus, the gate electrode 1
In order to make the interval X between the first and second diffusion layers 19 and 21 smaller than the width Y of 7, the heat treatment time is adjusted before forming the sidewall insulating film on the sidewall of the gate electrode 17. And the second diffusion layers 19 and 21 are formed, and then the gate electrode 1 is formed.
A side wall insulating film may be formed on the side wall of No. 7.
【0054】また、第1の実施形態では、第2の半導体
層12はP型層としているが、N型層にしてもよく、第
2の半導体層12の不純物濃度を第1の拡散層19又は
第2の拡散層21の不純物濃度よりも低く設定してあれ
ばよい。Although the second semiconductor layer 12 is a P-type layer in the first embodiment, it may be an N-type layer, and the impurity concentration of the second semiconductor layer 12 is set to the first diffusion layer 19. Alternatively, it may be set lower than the impurity concentration of the second diffusion layer 21.
【0055】[第2の実施形態]第2の実施形態は、S
OI基板上に配置されたゲート電極の電位を可変にした
例である。尚、第2の実施形態では、第1の実施形態と
異なる点についてのみ説明する。[Second Embodiment] In the second embodiment, S
This is an example in which the potential of the gate electrode arranged on the OI substrate is made variable. In the second embodiment, only points different from the first embodiment will be described.
【0056】図8は、本発明の第2の実施形態に係る磁
気記憶装置の回路図を示す。図8に示すように、第2の
実施形態において、第1の実施形態と異なる点は、ゲー
ト電極の電位を可変にしていることである。具体的に
は、チャネル領域となる第2の半導体層12がP型拡散
層である場合は、ゲート電極17に負のゲート電圧を印
加する。一方、チャネル領域となる第2の半導体層12
がN型拡散層である場合は、ゲート電極17に正のゲー
ト電圧を印加する。このようにゲート電極17の電位を
可変にしたのは、次のような理由によるものである。FIG. 8 is a circuit diagram of a magnetic memory device according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 8, the second embodiment differs from the first embodiment in that the potential of the gate electrode is variable. Specifically, when the second semiconductor layer 12 serving as the channel region is a P-type diffusion layer, a negative gate voltage is applied to the gate electrode 17. On the other hand, the second semiconductor layer 12 that becomes the channel region
Is a N-type diffusion layer, a positive gate voltage is applied to the gate electrode 17. The potential of the gate electrode 17 is made variable in this way for the following reason.
【0057】第1の実施形態に係るダイオード構造は、
いわゆるゲート制御型のダイオード10になっており、
このダイオード10のI−V特性はゲート電圧に依存す
る。これは、ゲート電極17下に存在する界面準位が原
因となっている。通常、ゲート電極17に印加された電
圧に従ってゲート電極17下に空乏層が形成される。こ
の際、空乏層内に界面準位が存在すれば、この界面準位
が結合中心となり、逆バイアス電流が発生する。一般
に、ゲート電圧が正に大きくなるほど空乏層の幅が大き
くなり、逆バイアス電流が大きくなることが知られてい
る。The diode structure according to the first embodiment is
It is a so-called gate control type diode 10,
The IV characteristic of the diode 10 depends on the gate voltage. This is due to the interface state existing under the gate electrode 17. Usually, a depletion layer is formed under the gate electrode 17 according to the voltage applied to the gate electrode 17. At this time, if an interface state exists in the depletion layer, this interface state becomes a coupling center and a reverse bias current is generated. It is generally known that the width of the depletion layer increases and the reverse bias current increases as the gate voltage increases positively.
【0058】ここで、第1の実施形態に係る図1のよう
に、ゲート電極17下のチャネル領域となる第2の半導
体層12がP型拡散層である場合は、N+型の第2の拡
散層21とP型の第2の半導体層12とで形成されるP
N接合が問題となる。そこで、界面準位による逆バイア
ス電流の発生を防止するために、ゲート電圧を負の値に
すればよい。逆に、ゲート電極17下のチャネル領域と
なる第2の半導体層12がN型拡散層である場合は、ゲ
ート電圧を正の値にすればよい。このように、第2の実
施形態では、界面準位による逆バイアス電流の発生を防
止するために、ゲート電極17の電位を可変にしてい
る。Here, when the second semiconductor layer 12 serving as the channel region under the gate electrode 17 is a P-type diffusion layer as shown in FIG. 1 according to the first embodiment, the N + -type second layer is used. Of the P-type second semiconductor layer 12 and the diffusion layer 21 of P
N-junction becomes a problem. Therefore, in order to prevent the generation of the reverse bias current due to the interface state, the gate voltage may be set to a negative value. On the contrary, when the second semiconductor layer 12 serving as the channel region under the gate electrode 17 is the N-type diffusion layer, the gate voltage may be set to a positive value. As described above, in the second embodiment, the potential of the gate electrode 17 is variable in order to prevent the generation of the reverse bias current due to the interface state.
【0059】上記第2の実施形態によれば、第1の実施
形態と同様の効果を得ることができる。According to the second embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
【0060】さらに、チャネル領域となる第2の半導体
層12の導電型によって、ゲート電極17のゲート電圧
を正又は負の値に可変することで、界面準位による逆バ
イアス電流の発生を防止することができる。Furthermore, by varying the gate voltage of the gate electrode 17 to a positive or negative value depending on the conductivity type of the second semiconductor layer 12 which becomes the channel region, generation of a reverse bias current due to the interface state is prevented. be able to.
【0061】[第3の実施形態]第3の実施形態は、メ
モリセルアレイ領域ではSOI基板を用い、周辺回路領
域ではバルク基板を用いた構造の例である。尚、第3の
実施形態では、第1の実施形態と異なる点についてのみ
説明する。[Third Embodiment] The third embodiment is an example of a structure in which an SOI substrate is used in the memory cell array region and a bulk substrate is used in the peripheral circuit region. In the third embodiment, only the points different from the first embodiment will be described.
【0062】図9、図10は、本発明の第3の実施形態
に係る磁気記憶装置の断面図を示す。図9、図10に示
すように、第3の実施形態に係る磁気記憶装置は、メモ
リセルアレイ領域及び周辺回路領域の両方にSOI基板
14を用いるのではなく、周辺回路領域のみバルク基板
51にしたものである。具体的には、メモリセルアレイ
領域は、第1の実施形態と同様に、SOI基板14を用
いてダイオード10が形成されている。一方、周辺回路
領域は、バルク基板51を用いて、このバルク基板51
上に周辺トランジスタ52が形成されている。9 and 10 are sectional views showing a magnetic memory device according to the third embodiment of the present invention. As shown in FIGS. 9 and 10, in the magnetic memory device according to the third embodiment, the SOI substrate 14 is not used for both the memory cell array region and the peripheral circuit region, but only the peripheral circuit region is the bulk substrate 51. It is a thing. Specifically, in the memory cell array region, the diode 10 is formed using the SOI substrate 14 as in the first embodiment. On the other hand, in the peripheral circuit area, the bulk substrate 51 is used.
A peripheral transistor 52 is formed on the top.
【0063】ここで、図9の構造では、バルク基板51
の表面は、SOI基板14における第1の半導体層11
の表面とほぼ等しい高さとなっている。従って、メモリ
セルアレイ領域と周辺回路領域との境界には段差が生じ
ており、メモリセルアレイ領域及び周辺回路領域におけ
るゲート電極17、53は異なる高さに位置している。Here, in the structure of FIG. 9, a bulk substrate 51 is used.
Of the first semiconductor layer 11 on the SOI substrate 14.
It is almost the same height as the surface of. Therefore, a step is formed at the boundary between the memory cell array region and the peripheral circuit region, and the gate electrodes 17 and 53 in the memory cell array region and the peripheral circuit region are located at different heights.
【0064】また、図10の構造では、バルク基板51
の表面は、SOI基板14における第2の半導体層12
の表面とほぼ等しい高さとなっている。従って、メモリ
セルアレイ領域と周辺回路領域との境界には段差が無
く、メモリセルアレイ領域及び周辺回路領域におけるゲ
ート電極17、53は同じ高さに位置している。In the structure of FIG. 10, the bulk substrate 51
Of the second semiconductor layer 12 on the SOI substrate 14.
It is almost the same height as the surface of. Therefore, there is no step at the boundary between the memory cell array region and the peripheral circuit region, and the gate electrodes 17 and 53 in the memory cell array region and the peripheral circuit region are located at the same height.
【0065】図11(a)乃至図13(c)は、本発明
の第3の実施形態に係る磁気記憶装置の製造工程の断面
図を示す。ここでは、メモリセルアレイ領域のみにSO
I基板を形成する2つの方法について説明する。11A to 13C are sectional views showing the steps of manufacturing the magnetic memory device according to the third embodiment of the present invention. Here, SO is provided only in the memory cell array region.
Two methods of forming the I substrate will be described.
【0066】まず、図11(a)、11(b)、11
(c)を用いて、第1の方法による製造工程について説
明する。図11(a)に示すように、メモリセルアレイ
領域及び周辺回路領域における例えばP型のシリコン基
板1上に、マスク層となるシリコン酸化膜2が形成され
る。そして、このシリコン酸化膜2上にフォトレジスト
3が形成され、メモリセルアレイ領域のみに残るように
パターニングされる。次に、図11(b)示すように、
フォトレジスト3をマスクとしてシリコン酸化膜2が選
択的にエッチングされた後、フォトレジスト3が除去さ
れる。そして、シリコン酸化膜2をマスクとして周辺回
路領域のみに例えばO+をイオン注入する。その後、シ
リコン酸化膜2が除去される。次に、図11(c)に示
すように、アニールを行うことで、メモリセルアレイ領
域のみに埋め込み酸化膜13が形成され、SOI基板1
4が形成される。First, FIGS. 11 (a), 11 (b) and 11
The manufacturing process according to the first method will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 11A, a silicon oxide film 2 serving as a mask layer is formed on, for example, a P-type silicon substrate 1 in the memory cell array region and the peripheral circuit region. Then, a photoresist 3 is formed on the silicon oxide film 2 and patterned so as to remain only in the memory cell array region. Next, as shown in FIG.
After the silicon oxide film 2 is selectively etched using the photoresist 3 as a mask, the photoresist 3 is removed. Then, for example, O + is ion-implanted only into the peripheral circuit region using the silicon oxide film 2 as a mask. Then, the silicon oxide film 2 is removed. Next, as shown in FIG. 11C, by performing annealing, the buried oxide film 13 is formed only in the memory cell array region, and the SOI substrate 1
4 is formed.
【0067】次に、図12(a)、12(b)、12
(c)を用いて、第2の方法による製造工程について説
明する。図12(a)に示すように、第1及び第2の半
導体層11、12と、これら第1及び第2の半導体層1
1、12間に形成された埋め込み酸化膜13とからなる
SOI基板14が形成される。そして、第2の半導体層
12上にフォトレジスト3が形成され、メモリセルアレ
イ領域のみに残るようにパターニングされる。次に、図
12(b)に示すように、フォトレジスト3をマスクと
して、周辺回路領域における第2の半導体層12及び埋
め込み酸化膜13がエッチングされる。次に、図12
(c)に示すように、フォトレジスト3が除去される。
このようにして、メモリセルアレイ領域のみにSOI基
板14が残される。Next, FIGS. 12 (a), 12 (b) and 12
The manufacturing process according to the second method will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 12A, the first and second semiconductor layers 11 and 12, and the first and second semiconductor layers 1
The SOI substrate 14 including the buried oxide film 13 formed between 1 and 12 is formed. Then, a photoresist 3 is formed on the second semiconductor layer 12 and patterned so as to remain only in the memory cell array region. Next, as shown in FIG. 12B, the second semiconductor layer 12 and the buried oxide film 13 in the peripheral circuit region are etched using the photoresist 3 as a mask. Next, FIG.
As shown in (c), the photoresist 3 is removed.
In this way, the SOI substrate 14 is left only in the memory cell array region.
【0068】尚、図12(c)の工程後、次のような方
法で、メモリセルアレイ領域と周辺回路領域との段差を
無くしてもよい。例えば、図13(a)に示すように、
メモリセルアレイ領域と周辺回路領域の全面にシリコン
窒化膜4が堆積される。そして、リソグラフィ技術を用
いて、周辺回路領域におけるシリコン窒化膜4のみが除
去される。次に、図13(b)に示すように、選択エピ
タキシャル成長(SEG:Selective Epitaxial Growt
h)により露出した面のSiを第2の半導体層12の表
面程度まで選択成長させることで、周辺回路領域にエピ
タキシャル成長層5が形成される。次に、図13(c)
に示すように、第2の半導体層12上のシリコン窒化膜
4が除去される。After the step of FIG. 12C, the step between the memory cell array region and the peripheral circuit region may be eliminated by the following method. For example, as shown in FIG.
A silicon nitride film 4 is deposited on the entire surface of the memory cell array region and the peripheral circuit region. Then, using the lithography technique, only the silicon nitride film 4 in the peripheral circuit region is removed. Next, as shown in FIG. 13B, selective epitaxial growth (SEG) is performed.
The epitaxial growth layer 5 is formed in the peripheral circuit region by selectively growing Si on the surface exposed by h) up to about the surface of the second semiconductor layer 12. Next, FIG. 13 (c)
As shown in, the silicon nitride film 4 on the second semiconductor layer 12 is removed.
【0069】上記第3の実施形態によれば、第1の実施
形態と同様の効果を得ることができるだけでなく、さら
に、次のような効果を有する。According to the third embodiment described above, not only the same effects as those of the first embodiment can be obtained, but also the following effects are obtained.
【0070】一般に、SOI基板14上に形成されたC
MOS回路では、トランジスタにボディコンタクトを付
加する必要があるため、ボディコンタクトを設ける分だ
けチップ面積が大きくなるという欠点がある。これに対
し、第3の実施形態では、メモリセルアレイ領域はSO
I基板14を用いるが、周辺回路領域はバルク基板51
を用いる。これにより、周辺トランジスタ52にボディ
コンタクトを付加する必要がなくなるため、メモリセル
アレイ領域及び周辺回路領域の両方にSOI基板を用い
た場合と比べて、チップ面積を縮小することができる。C formed on the SOI substrate 14 is generally used.
In the MOS circuit, since it is necessary to add a body contact to the transistor, there is a drawback in that the chip area becomes larger as the body contact is provided. On the other hand, in the third embodiment, the memory cell array region is SO
The I substrate 14 is used, but the peripheral circuit region is a bulk substrate 51.
To use. This eliminates the need to add a body contact to the peripheral transistor 52, so that the chip area can be reduced as compared with the case where the SOI substrate is used for both the memory cell array region and the peripheral circuit region.
【0071】尚、第3の実施形態におけるメモリセルア
レイ領域のゲート電極の電圧を、第2の実施形態のよう
に可変にしてもよい。この場合、第2及び第3の実施形
態と同様の効果を得ることができる。The voltage of the gate electrode in the memory cell array region in the third embodiment may be variable as in the second embodiment. In this case, the same effects as those of the second and third embodiments can be obtained.
【0072】[第4の実施形態]上記第1乃至第3の実
施形態では、書き込みワード線とビット線による二軸で
書き込みを行っていた。これに対し、第4の実施形態
は、ビット線のみによる一軸で書き込みを行うものであ
る。[Fourth Embodiment] In the first to third embodiments described above, writing is performed biaxially by the write word line and the bit line. On the other hand, in the fourth embodiment, writing is performed by one axis using only bit lines.
【0073】図14は、本発明の第4の実施形態に係る
磁気記憶装置の平面図を示す。図15は図14のXV−XV
線に沿った磁気記憶装置の断面図を示し、図16は図1
4のXVI−XVI線に沿った磁気記憶装置の断面図を示す。
図17は、本発明の第4の実施形態に係る磁気記憶装置
の回路図を示す。ここでは、第1の実施形態と異なる構
造のみ説明する。FIG. 14 is a plan view of a magnetic memory device according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 15 shows XV-XV of FIG.
FIG. 16 shows a cross-sectional view of the magnetic storage device along the line, and FIG.
4 is a sectional view of the magnetic memory device taken along line XVI-XVI in FIG.
FIG. 17 is a circuit diagram of the magnetic memory device according to the fourth embodiment of the present invention. Here, only the structure different from that of the first embodiment will be described.
【0074】図14乃至図17に示すように、第4の実
施形態における磁気記憶装置のメモリセルは、MTJ素
子と、書き込み用のトランジスタTr1,Tr2と、読
み出し用のトランジスタTr3と、ビット線BL1,B
L2,BLC1とで構成される。As shown in FIGS. 14 to 17, the memory cell of the magnetic memory device according to the fourth embodiment has an MTJ element, write transistors Tr1 and Tr2, read transistor Tr3, and bit line BL1. , B
It is composed of L2 and BLC1.
【0075】具体的には、SOI基板14に、書き込み
用のスイッチング素子である2つのトランジスタTr
1,Tr2がそれぞれ形成される。Specifically, two transistors Tr, which are switching elements for writing, are formed on the SOI substrate 14.
1 and Tr2 are formed respectively.
【0076】トランジスタTr1のゲート電極は読み出
し及び書き込みワード線WL1として機能する。トラン
ジスタTr1の一方の拡散層は、金属配線ML1及びコ
ンタクトC1等を介して、ビット線接続配線BLC1に
接続される。トランジスタTr1の他方の拡散層は、金
属配線ML3及びコンタクトC3等を介して、ビット線
BL1に接続される。The gate electrode of the transistor Tr1 functions as a read / write word line WL1. One diffusion layer of the transistor Tr1 is connected to the bit line connection wiring BLC1 via the metal wiring ML1 and the contact C1. The other diffusion layer of the transistor Tr1 is connected to the bit line BL1 via the metal wiring ML3, the contact C3, and the like.
【0077】トランジスタTr2のゲート電極は書き込
みワード線WWL1として機能する。トランジスタTr
2の一方の拡散層は、金属配線ML2及びコンタクトC
2等を介して、ビット線接続配線BLC1に接続され
る。トランジスタTr2の他方の拡散層は、金属配線M
L5及びコンタクトC5等を介して、ビット線BL2に
接続される。The gate electrode of the transistor Tr2 functions as the write word line WWL1. Transistor Tr
One of the diffusion layers of No. 2 has a metal wiring ML2 and a contact C.
2 and the like, and is connected to the bit line connection wiring BLC1. The other diffusion layer of the transistor Tr2 has a metal wiring M
It is connected to the bit line BL2 via L5 and the contact C5.
【0078】そして、ビット線接続配線BLC1にはM
TJ素子が接続され、このMTJ素子はグランド(GN
D)線に接続されている。ここで、MTJ素子には、読
み出し用のスイッチング素子であるトランジスタTr3
が接続されていてもよい。The bit line connection wiring BLC1 has M
A TJ element is connected, and this MTJ element is connected to the ground (GN
D) line. Here, the MTJ element is a transistor Tr3 that is a switching element for reading.
May be connected.
【0079】尚、書き込み配線は1本になるため、書き
込み配線となるビット線接続配線BLC1の延在方向と
MTJ素子の磁化方向との交わる角度を90度からある
程度(例えば45度)傾けることで、磁化が反転しやす
いようにしている。Since the number of write wirings is one, the angle at which the extending direction of the bit line connection wiring BLC1 to be the write wiring and the magnetization direction of the MTJ element intersect is inclined from 90 degrees to some extent (for example, 45 degrees). , So that the magnetization can be easily reversed.
【0080】このような一軸書き込みの磁気記憶装置
は、次のようにデータの書き込み及び読み出しが行われ
る。In such a uniaxial write magnetic memory device, data is written and read as follows.
【0081】まず、MTJ素子にデータを書き込む場
合、選択セルのトランジスタTr1,Tr2のゲート電
極であるワード線WL1と書き込みワード線WWL1を
オンして、ビット線BL1からビット線BL2又はその
逆に書き込み電流を流す。この書き込み電流により発生
する磁界により、MTJ素子の記録層の磁化の向きを変
える。ここで、変更したい磁化の向きによって電流方向
を選択すればよい。尚、書き込む際は、MTJ素子に書
き込み電流が流れること防ぐために、共通のGND線に
接続しているトランジスタTr3はオフにする。First, when writing data to the MTJ element, the word line WL1 which is the gate electrode of the transistors Tr1 and Tr2 of the selected cell and the write word line WWL1 are turned on to write from the bit line BL1 to the bit line BL2 or vice versa. Apply current. The magnetic field generated by this write current changes the magnetization direction of the recording layer of the MTJ element. Here, the current direction may be selected according to the magnetization direction to be changed. At the time of writing, the transistor Tr3 connected to the common GND line is turned off to prevent the write current from flowing through the MTJ element.
【0082】一方、MTJ素子のデータを読み出す場
合、選択セルのトランジスタTr1のワード線WL1を
オンにし、すべての書き込みワード線WWL1,2,…
はオフにする。そして、ビット線BL1からMTJ素子
を介してGNDに読み出し電流を流し、ビット線BL1
に接続されているセンスアンプでデータを読む。尚、読
み出す際は、共通GND線に接続しているトランジスタ
Tr3はオンにする。On the other hand, when reading data from the MTJ element, the word line WL1 of the transistor Tr1 of the selected cell is turned on and all the write word lines WWL1, 2, ...
Turn off. Then, a read current is passed from the bit line BL1 to GND through the MTJ element, and the bit line BL1
Read the data with the sense amplifier connected to. When reading, the transistor Tr3 connected to the common GND line is turned on.
【0083】上記第4の実施形態によれば、第1の実施
形態と同様の効果を得ることができるだけでなく、さら
に、次のような効果を有する。According to the fourth embodiment described above, not only the same effects as those of the first embodiment can be obtained, but also the following effects are obtained.
【0084】書き込みワード線とビット線による二軸で
書き込みを行うような構造の場合、複数のビット線及び
ワード線がマトリクス状に設けられ、これらビット線及
びワード線に各交点にMTJ素子が配置される。そし
て、書き込みの際、選択されたビット線と選択されたワ
ード線との交点に位置する1つのMTJ素子だけでな
く、選択されたビット線の下方又は選択されたワード線
の上方に位置するMTJ素子に対しても、書き込みが行
われる。つまり、二軸で書き込みを行う場合は、半選択
セルの誤書き込みの恐れがあった。In the case of a structure in which writing is carried out on two axes by a write word line and a bit line, a plurality of bit lines and word lines are provided in a matrix form, and MTJ elements are arranged at each intersection of these bit lines and word lines. To be done. Then, at the time of writing, not only one MTJ element located at the intersection of the selected bit line and the selected word line but also the MTJ located below the selected bit line or above the selected word line. Writing is also performed on the element. That is, in the case of writing in two axes, there is a risk of erroneous writing in a half-selected cell.
【0085】これに対し、第4の実施形態では、書き込
みの際、ビット線BL1、BL2間のみに電流が流れる
ようにトランジスタTr1,Tr2が配置されている。
このため、選択セル以外に書き込み電流が流れないた
め、半選択状態のセルが存在しない。従って、半選択状
態のセルでディスターブ不良(データリテンション不
良)が起こることを防止できる。On the other hand, in the fourth embodiment, the transistors Tr1 and Tr2 are arranged so that the current flows only between the bit lines BL1 and BL2 during writing.
Therefore, the write current does not flow to the cells other than the selected cell, and there is no cell in the half-selected state. Therefore, it is possible to prevent the disturb defect (data retention defect) from occurring in the semi-selected cell.
【0086】その他、上記第1乃至第3の実施形態で
は、スイッチング素子としてダイオードを用いたが、ダ
イオードの代わりにトランジスタを用いることも可能で
ある。また、上記第4の実施形態では、トランジスタT
r1,Tr2,Tr3の代わりにダイオードを用いるこ
とも可能である。In addition, although the diodes are used as the switching elements in the first to third embodiments, it is possible to use transistors instead of the diodes. In the fourth embodiment, the transistor T
It is also possible to use diodes instead of r1, Tr2, Tr3.
【0087】また、上記第1乃至第4の実施形態では、
記憶素子としてMTJ素子を用いたが、MTJ素子の代
わりに、2つの磁性層とこれら磁性層に挟まれた導体層
とからなるGMR(Giant Magneto Resistive)素子を
用いることも可能である。In the first to fourth embodiments,
Although the MTJ element is used as the memory element, a GMR (Giant Magneto Resistive) element including two magnetic layers and a conductor layer sandwiched between these magnetic layers can be used instead of the MTJ element.
【0088】その他、本発明は、上記各実施形態に限定
されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しな
い範囲で、種々に変形することが可能である。さらに、
上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開
示される複数の構成要件における適宜な組み合わせによ
り種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示さ
れる全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、
発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決で
き、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場
合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽
出され得る。In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiments, but can be variously modified at the stage of implementation without departing from the spirit of the invention. further,
The embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. For example, even if some components are deleted from all the components shown in the embodiment,
When the problem described in the column of the problem to be solved by the invention can be solved and the effect described in the column of the effect of the invention can be obtained, a configuration in which this constituent element is deleted can be extracted as the invention.
【0089】[0089]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ダ
イオード特性のばらつきを抑制することが可能な磁気記
憶装置及びその製造方法を提供できる。As described above, according to the present invention, it is possible to provide a magnetic memory device capable of suppressing variations in diode characteristics and a manufacturing method thereof.
【図1】本発明の第1の実施形態に係わる磁気記憶装置
を示す断面図。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a magnetic memory device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第1の実施形態に係わる磁気記憶装置
を示す回路図。FIG. 2 is a circuit diagram showing a magnetic memory device according to the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第1乃至第3の実施形態に係わる1重
トンネル接合構造のTMR素子を示す断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a TMR element having a single tunnel junction structure according to the first to third embodiments of the present invention.
【図4】本発明の第1乃至第3の実施形態に係わる2重
トンネル接合構造のTMR素子を示す断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a TMR element having a double tunnel junction structure according to the first to third embodiments of the present invention.
【図5】本発明の第1の実施形態に係わる磁気記憶装置
の製造工程を示す断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the magnetic memory device according to the first embodiment of the invention.
【図6】図5に続く、本発明の第1の実施形態に係わる
磁気記憶装置の製造工程を示す断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the magnetic memory device according to the first embodiment of the invention, following FIG. 5;
【図7】図6に続く、本発明の第1の実施形態に係わる
磁気記憶装置の製造工程を示す断面図。FIG. 7 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the magnetic memory device according to the first embodiment of the present invention, following FIG. 6;
【図8】本発明の第2の実施形態に係わる磁気記憶装置
を示す回路図。FIG. 8 is a circuit diagram showing a magnetic memory device according to a second embodiment of the present invention.
【図9】本発明の第3の実施形態に係わる磁気記憶装置
を示す断面図。FIG. 9 is a cross-sectional view showing a magnetic memory device according to a third embodiment of the present invention.
【図10】本発明の第3の実施形態に係わる他の磁気記
憶装置を示す断面図。FIG. 10 is a cross-sectional view showing another magnetic memory device according to the third embodiment of the invention.
【図11】本発明の第3の実施形態に係わる磁気記憶装
置の第1の方法による各製造工程を示す断面図。FIG. 11 is a sectional view showing each manufacturing process of the magnetic memory device according to the third embodiment of the present invention by the first method.
【図12】本発明の第3の実施形態に係わる磁気記憶装
置の第2の方法による各製造工程を示す断面図。FIG. 12 is a cross-sectional view showing each manufacturing process by the second method of the magnetic memory device according to the third embodiment of the present invention.
【図13】図12に続く、本発明の第3の実施形態に係
わる磁気記憶装置の第2の方法による各製造工程を示す
断面図。FIG. 13 is a cross-sectional view showing each manufacturing process of the magnetic memory device according to the third embodiment of the present invention following the second method, following FIG. 12;
【図14】本発明の第4の実施形態に係る磁気記憶装置
を示す平面図。FIG. 14 is a plan view showing a magnetic memory device according to a fourth embodiment of the present invention.
【図15】図14のXV−XV線に沿った磁気記憶装置の断
面図。15 is a sectional view of the magnetic memory device taken along line XV-XV in FIG.
【図16】図14のXVI−XVI線に沿った磁気記憶装置の
断面図。16 is a cross-sectional view of the magnetic memory device taken along line XVI-XVI of FIG.
【図17】本発明の第4の実施形態に係る磁気記憶装置
を示す回路図。FIG. 17 is a circuit diagram showing a magnetic memory device according to a fourth embodiment of the present invention.
【図18】従来技術によるTMR素子を示す断面図。FIG. 18 is a sectional view showing a TMR element according to a conventional technique.
【図19】従来技術による磁気記憶装置のマトリクス状
に配置されたTMR素子を示す図。FIG. 19 is a diagram showing TMR elements arranged in a matrix of a magnetic storage device according to a conventional technique.
【図20】従来技術による磁気記憶装置のアステロイド
曲線を示す図。FIG. 20 is a diagram showing an asteroid curve of a conventional magnetic memory device.
【図21】従来技術による磁気記憶装置のTMR曲線を
示す図。FIG. 21 is a diagram showing a TMR curve of a conventional magnetic memory device.
【図22】従来技術によるトランジスタを備えた磁気記
憶装置の断面図。FIG. 22 is a cross-sectional view of a magnetic memory device including a transistor according to the related art.
【図23】従来技術によるダイオードを備えた磁気記憶
装置の断面図。FIG. 23 is a cross-sectional view of a magnetic storage device including a diode according to the related art.
1…シリコン基板、
2…シリコン酸化膜、
3…フォトレジスト、
4…シリコン窒化膜、
5…エピタキシャル成長層、
10…ダイオード、
11…第1の半導体層、
12…第2の半導体層、
13…埋め込み酸化膜、
14…SOI基板、
15…素子分離領域、
16…ゲート絶縁膜、
17、53…ゲート電極、
18、20…フォトレジスト、
19…第1の拡散層、
21…第2の拡散層、
22…絶縁膜、
23a、23b…第1のコンタクト、
24a、24b…第1の配線、
25…第2のコンタクト、
26…第2の配線、
27…第3のコンタクト、
28a…第3の配線、
28b…書き込みワード線(第3の配線)、
29…第4のコンタクト、
30…下部電極、
31…TMR素子、
32…ビット線、
41、41a、41b…磁化固着層、
42、42a、42b…トンネル接合層、
43…磁気記録層、
51…バルク基板、
52…周辺トランジスタ、
101…テンプレート層、
102…初期強磁性層、
103…反強磁性層、
104、104′、104″…基準強磁性層、
105、105′、105″…自由記録層、
106…接点層、
107…非磁性層、
BL1、BL2…ビット線、
BLC1、BLC2…ビット線接続配線、
C1、C2、C3、C4、C5…コンタクト、
ML1、ML2、ML3、ML4、ML5…金属配線、
Tr1、Tr2、Tr4…書き込み用のトランジスタ、
Tr3…読み出し用のトランジスタ、
WL、WL1、WL2…読み出し及び書き込みワード
線、
WWL1、WWL2…書き込みワード線。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Silicon substrate, 2 ... Silicon oxide film, 3 ... Photoresist, 4 ... Silicon nitride film, 5 ... Epitaxial growth layer, 10 ... Diode, 11 ... First semiconductor layer, 12 ... Second semiconductor layer, 13 ... Embedding Oxide film, 14 ... SOI substrate, 15 ... Element isolation region, 16 ... Gate insulating film, 17, 53 ... Gate electrode, 18, 20 ... Photoresist, 19 ... First diffusion layer, 21 ... Second diffusion layer, 22 ... Insulating film, 23a, 23b ... 1st contact, 24a, 24b ... 1st wiring, 25 ... 2nd contact, 26 ... 2nd wiring, 27 ... 3rd contact, 28a ... 3rd wiring , 28b ... Write word line (third wiring), 29 ... Fourth contact, 30 ... Lower electrode, 31 ... TMR element, 32 ... Bit line, 41, 41a, 41b ... Magnetization pinned layer, 42, 42a, 42b ... Tunnel junction layer, 43 ... Magnetic recording layer, 51 ... Bulk substrate, 52 ... Peripheral transistor, 101 ... Template layer, 102 ... Initial ferromagnetic layer, 103 ... Antiferromagnetic layer, 104, 104 ', Reference numeral 104 "... Reference ferromagnetic layer, 105, 105 ', 105" ... Free recording layer, 106 ... Contact layer, 107 ... Nonmagnetic layer, BL1, BL2 ... Bit line, BLC1, BLC2 ... Bit line connection wiring, C1, C2 , C3, C4, C5 ... Contact, ML1, ML2, ML3, ML4, ML5 ... Metal wiring, Tr1, Tr2, Tr4 ... Write transistor, Tr3 ... Read transistor, WL, WL1, WL2 ... Read and write word Lines, WWL1, WWL2 ... Write word lines.
Claims (48)
上に形成された第1の絶縁膜と、この第1の絶縁膜上に
形成された第2の半導体層とを備えたSOI基板と、 前記第2の半導体層の表面から前記第1の絶縁膜に達す
る深さを有し、前記第2の半導体層内に選択的に形成さ
れた素子分離絶縁膜と、 前記第2の半導体層に形成されたスイッチング素子と、 前記スイッチング素子に接続された磁気抵抗効果素子
と、 前記磁気抵抗効果素子の下方に前記磁気抵抗効果素子と
離間して配置され、第1の方向に延在する第1の配線
と、 前記磁気抵抗効果素子上に形成され、前記第1の方向と
異なる第2の方向に延在する第2の配線とを具備するこ
とを特徴とする磁気記憶装置。1. A semiconductor device comprising: a first semiconductor layer; a first insulating film formed on the first semiconductor layer; and a second semiconductor layer formed on the first insulating film. An SOI substrate, an element isolation insulating film that has a depth reaching the first insulating film from the surface of the second semiconductor layer, and is selectively formed in the second semiconductor layer; A switching element formed on the semiconductor layer, a magnetoresistive effect element connected to the switching element, a magnetoresistive effect element that is disposed below the magnetoresistive effect element and spaced apart from the magnetoresistive effect element, and extends in a first direction. A magnetic storage device comprising: an existing first wiring; and a second wiring formed on the magnetoresistive effect element and extending in a second direction different from the first direction.
あることを特徴とする請求項1に記載の磁気記憶装置。2. The magnetic memory device according to claim 1, wherein the switching element is a diode.
たゲート電極と、 前記ゲート電極の一端の前記第2の半導体層内に形成さ
れ、前記磁気抵抗効果素子に接続する第1導電型の第1
の拡散層と、 前記ゲート電極の他端の前記第2の半導体層内に形成さ
れた第2導電型の第2の拡散層とを具備することを特徴
とする請求項2に記載の磁気記憶装置。3. The diode is formed in a gate electrode formed on the second semiconductor layer via a gate insulating film, and is formed in the second semiconductor layer at one end of the gate electrode, A first conductivity type first connected to the effect element
3. The magnetic memory according to claim 2, further comprising: a diffusion layer of 2 and a second diffusion layer of a second conductivity type formed in the second semiconductor layer at the other end of the gate electrode. apparatus.
と離間して配置されることを特徴とする請求項3に記載
の磁気記憶装置。4. The magnetic storage device according to claim 3, wherein the second diffusion layer is arranged apart from the first diffusion layer.
前記ゲート電極の幅とほぼ等しいことを特徴とする請求
項3に記載の磁気記憶装置。5. The distance between the first and second diffusion layers is
4. The magnetic memory device according to claim 3, wherein the width is substantially equal to the width of the gate electrode.
前記ゲート電極の幅の1/2であることを特徴とする請
求項3に記載の磁気記憶装置。6. The distance between the first and second diffusion layers is
4. The magnetic memory device according to claim 3, wherein the width is 1/2 of the width of the gate electrode.
の間の前記第2の半導体層は、前記第1導電型又は前記
第2の導電型の第3の拡散層であることを特徴とする請
求項4に記載の磁気記憶装置。7. The second semiconductor layer between the first diffusion layer and the second diffusion layer is a third diffusion layer of the first conductivity type or the second conductivity type. The magnetic storage device according to claim 4, wherein:
第1の拡散層又は前記第2の拡散層の不純物濃度よりも
低いことを特徴とする請求項7に記載の磁気記憶装置。8. The magnetic memory device according to claim 7, wherein the impurity concentration of the third diffusion layer is lower than the impurity concentration of the first diffusion layer or the second diffusion layer.
ことを特徴とする請求項3に記載の磁気記憶装置。9. The magnetic memory device according to claim 3, wherein the potential of the gate electrode is fixed.
に固定されていることを特徴とする請求項3に記載の磁
気記憶装置。10. The magnetic memory device according to claim 3, wherein the potential of the gate electrode is fixed to the ground potential.
とを特徴とする請求項3に記載の磁気記憶装置。11. The magnetic memory device according to claim 3, wherein the potential of the gate electrode is variable.
前記ゲート電極に負の電圧を印加し、前記第3の拡散層
がN型である場合は前記ゲート電極に正の電圧を印加す
ることを特徴とする請求項7に記載の磁気記憶装置。12. A negative voltage is applied to the gate electrode when the third diffusion layer is P-type, and a positive voltage is applied to the gate electrode when the third diffusion layer is N-type. The magnetic storage device according to claim 7, wherein the magnetic field is applied.
ング素子とを備えたメモリセルアレイ領域の周辺に位置
し、前記スイッチング素子を制御する周辺回路を備え、
バルク基板を用いた周辺回路領域とをさらに具備するこ
とを特徴とする請求項1に記載の磁気記憶装置。13. A peripheral circuit, which is located around a memory cell array region including the magnetoresistive effect element and the switching element, and controls the switching element,
The magnetic memory device according to claim 1, further comprising a peripheral circuit region using a bulk substrate.
第1の半導体層の表面の高さとほぼ等しいことを特徴と
する請求項13に記載の磁気記憶装置。14. The magnetic memory device according to claim 13, wherein the height of the surface of the bulk substrate is substantially equal to the height of the surface of the first semiconductor layer.
2の半導体層の表面とほぼ等しい高さの表面を有するエ
ピタキシャル成長層と、 前記エピタキシャル成長層と前記第2の半導体層との間
に形成された第2の絶縁膜とをさらに具備することを特
徴とする請求項13に記載の磁気記憶装置。15. An epitaxial growth layer formed on the bulk substrate and having a surface having a height substantially equal to the surface of the second semiconductor layer, and formed between the epitaxial growth layer and the second semiconductor layer. 14. The magnetic memory device according to claim 13, further comprising a second insulating film.
層上に形成された第1の絶縁膜と、この第1の絶縁膜上
に形成された第2の半導体層とを備えたSOI基板と、 前記第2の半導体層の表面から前記第1の絶縁膜に達す
る深さを有し、前記第2の半導体層内に選択的に形成さ
れた素子分離絶縁膜と、 前記SOI基板に形成され、一端と他端とを有する第1
のスイッチング素子と、 前記SOI基板に形成され、一端と他端とを有する第2
のスイッチング素子と、 前記第1のスイッチング素子の前記一端に接続された第
1の配線と、 前記第2のスイッチング素子の前記一端に接続された第
2の配線と、 前記第1のスイッチング素子の前記他端と前記第2のス
イッチング素子の前記他端とに接続された第3の配線
と、 前記第3の配線に接続された磁気抵抗効果素子とを具備
することを特徴とする磁気記憶装置。16. A semiconductor device comprising: a first semiconductor layer, a first insulating film formed on the first semiconductor layer, and a second semiconductor layer formed on the first insulating film. An SOI substrate, an element isolation insulating film having a depth reaching from the surface of the second semiconductor layer to the first insulating film, selectively formed in the second semiconductor layer, and the SOI substrate Formed on the first end and having one end and the other end
And a second switching element formed on the SOI substrate and having one end and the other end.
Switching element, a first wiring connected to the one end of the first switching element, a second wiring connected to the one end of the second switching element, and a first wiring of the first switching element A magnetic storage device comprising: a third wiring connected to the other end and the other end of the second switching element; and a magnetoresistive effect element connected to the third wiring. .
前記第3の配線の延在方向に対して45度傾いているこ
とを特徴とする請求項16に記載の磁気記憶装置。17. The magnetization direction of the magnetoresistive effect element is:
The magnetic storage device according to claim 16, wherein the magnetic wiring device is inclined by 45 degrees with respect to the extending direction of the third wiring.
電極は、書き込み及び読み出し用のワード線であること
を特徴とする請求項16に記載の磁気記憶装置。18. The magnetic memory device according to claim 16, wherein the gate electrode of the first switching element is a word line for writing and reading.
電極は、書き込み用のワード線であることを特徴とする
請求項16に記載の磁気記憶装置。19. The magnetic memory device according to claim 16, wherein the gate electrode of the second switching element is a write word line.
3のスイッチング素子とをさらに具備することを特徴と
する請求項16に記載の磁気記憶装置。20. The magnetic memory device according to claim 16, further comprising a third switching element connected to the magnetoresistive effect element.
電極は、読み出し用のワード線であることを特徴とする
請求項20に記載の磁気記憶装置。21. The magnetic memory device according to claim 20, wherein the gate electrode of the third switching element is a read word line.
接続されていることを特徴とする請求項16に記載の磁
気記憶装置。22. The magnetic memory device according to claim 16, wherein the magnetoresistive effect element is connected to the ground.
は、トランジスタ又はダイオードであることを特徴とす
る請求項16に記載の磁気記憶装置。23. The magnetic memory device according to claim 16, wherein the first and second switching elements are transistors or diodes.
ンジスタ又はダイオードであることを特徴とする請求項
20に記載の磁気記憶装置。24. The magnetic memory device according to claim 20, wherein the third switching element is a transistor or a diode.
をオンにし、前記第1及び第2の配線間に電流を流し、
前記磁気抵抗効果素子にデータを書き込むことを特徴と
する請求項16に記載の磁気記憶装置。25. The first and second switching elements are turned on, a current is passed between the first and second wirings,
The magnetic storage device according to claim 16, wherein data is written in the magnetoresistive effect element.
3のスイッチング素子とをさらに具備し、 前記データを書き込む際、前記第3のスイッチング素子
はオフにすることを特徴とする請求項25に記載の磁気
記憶装置。26. A third switching element connected to the magnetoresistive effect element, further comprising: a third switching element which is turned off when writing the data. The magnetic storage device described.
し、前記第2のスイッチング素子をオフにし、前記第1
の配線から前記磁気抵抗効果素子に電流を流し、前記磁
気抵抗効果素子のデータを読み出すことを特徴とする請
求項16に記載の磁気記憶装置。27. The first switching element is turned on, the second switching element is turned off, and the first switching element is turned on.
17. The magnetic memory device according to claim 16, wherein a current is caused to flow from the wiring to the magnetoresistive effect element to read data from the magnetoresistive effect element.
3のスイッチング素子とをさらに具備し、 前記データを読み出す際、前記第3のスイッチング素子
はオンにすることを特徴とする請求項27に記載の磁気
記憶装置。28. A third switching element further connected to the magnetoresistive effect element, wherein the third switching element is turned on when reading the data. The magnetic storage device described.
層、第2の磁性層及び非磁性層の少なくとも3層で構成
されるMTJ素子であることを特徴とする請求項1に記
載の磁気記憶装置。29. The MTJ element according to claim 1, wherein the magnetoresistive effect element is an MTJ element including at least three layers of a first magnetic layer, a second magnetic layer and a non-magnetic layer. Magnetic storage device.
層を有する1重接合構造又は2層の前記非磁性層を有す
る2重接合構造であることを特徴とする請求項29に記
載の磁気記憶装置。30. The MTJ element according to claim 29, which has a single-junction structure having one non-magnetic layer or a double-junction structure having two non-magnetic layers. Magnetic storage device.
層上に配置された第1の絶縁膜と、この第1の絶縁膜上
に配置された第2の半導体層とを備えたSOI基板を形
成する工程と、 前記第2の半導体層内に、前記第2の半導体層の表面か
ら前記第1の絶縁膜に達する深さを有する素子分離絶縁
膜を選択的に形成する工程と、 前記第2の半導体層にスイッチング素子を形成する工程
と、 第1の方向に延在する第1の配線を形成する工程と、 前記第1の配線の上方に前記第1の配線と離間して、前
記スイッチング素子に接続する磁気抵抗効果素子を形成
する工程と、 前記磁気抵抗効果素子上に、前記第1の方向と異なる第
2の方向に延在する第2の配線を形成する工程とを具備
することを特徴とする磁気記憶装置の製造方法。31. A first semiconductor layer, a first insulating film arranged on the first semiconductor layer, and a second semiconductor layer arranged on the first insulating film. A step of forming an SOI substrate, and a step of selectively forming an element isolation insulating film in the second semiconductor layer, the element isolation insulating film having a depth reaching the first insulating film from the surface of the second semiconductor layer. A step of forming a switching element in the second semiconductor layer, a step of forming a first wiring extending in a first direction, and a step of separating the first wiring from the first wiring above the first wiring. And forming a magnetoresistive effect element connected to the switching element, and forming a second wiring extending on the magnetoresistive effect element in a second direction different from the first direction. A method of manufacturing a magnetic storage device, comprising:
あることを特徴とする請求項31に記載の磁気記憶装置
の製造方法。32. The method of manufacturing a magnetic memory device according to claim 31, wherein the switching element is a diode.
極を形成する工程と、 前記ゲート電極の一端の前記第2の半導体層内に、前記
磁気抵抗効果素子に接続する第1導電型の第1の拡散層
を形成する工程と、 前記ゲート電極の他端の前記第2の半導体層内に、第2
導電型の第2の拡散層を形成する工程とを含むことを特
徴とする請求項32に記載の磁気記憶装置の製造方法。33. The diode is formed by forming a gate electrode on the second semiconductor layer via a gate insulating film, and by forming the magnetic layer in the second semiconductor layer at one end of the gate electrode. A step of forming a first diffusion layer of a first conductivity type connected to the resistance effect element; and a second diffusion layer in the second semiconductor layer at the other end of the gate electrode.
33. A method of manufacturing a magnetic memory device according to claim 32, further comprising the step of forming a conductive type second diffusion layer.
層と離間して形成することを特徴とする請求項33に記
載の磁気記憶装置の製造方法。34. The method of manufacturing a magnetic memory device according to claim 33, wherein the second diffusion layer is formed separately from the first diffusion layer.
との間の前記第2の半導体層内に不純物を注入し、前記
第1導電型又は前記第2の導電型の第3の拡散層を形成
することを特徴とする請求項34に記載の磁気記憶装置
の製造方法。35. Impurity is injected into the second semiconductor layer between the first diffusion layer and the second diffusion layer to form a third conductive layer of the first conductivity type or the second conductivity type. 35. The method of manufacturing a magnetic memory device according to claim 34, wherein the diffusion layer is formed.
又は前記第2の拡散層よりも低い不純物濃度となるよう
に、前記第3の拡散層を形成することを特徴とする請求
項35に記載の磁気記憶装置の製造方法。36. The third diffusion layer is formed such that the third diffusion layer has an impurity concentration lower than that of the first diffusion layer or the second diffusion layer. Item 35. A method of manufacturing a magnetic storage device according to Item 35.
前記ゲート電極の幅とほぼ等しくなるように、前記第1
及び第2の拡散層を形成することを特徴とする請求項3
3に記載の磁気記憶装置の製造方法。37. The first and second diffusion layers are arranged such that a distance between the first and second diffusion layers is substantially equal to a width of the gate electrode.
And a second diffusion layer is formed.
4. The method for manufacturing the magnetic storage device according to item 3.
前記ゲート電極の幅の1/2となるように、前記第1及
び第2の拡散層を形成することを特徴とする請求項33
に記載の磁気記憶装置の製造方法。38. The first and second diffusion layers are formed such that a distance between the first and second diffusion layers is ½ of a width of the gate electrode. Item 33
A method of manufacturing a magnetic storage device according to item 1.
レイ領域と、バルク基板を用いた周辺回路領域とを形成
することを特徴とする請求項31に記載の磁気記憶装置
の製造方法。39. The method of manufacturing a magnetic memory device according to claim 31, wherein a memory cell array region using the SOI substrate and a peripheral circuit region using a bulk substrate are formed.
板上にマスク層を形成する工程と、 前記マスク層をマスクとして、前記周辺回路領域におけ
る前記基板内にイオン注入する工程と、 前記メモリセルアレイ領域における前記基板内に前記第
1の絶縁膜を形成することで、前記メモリセルアレイ領
域には前記SOI基板を形成し、前記周辺回路領域には
前記バルク基板を形成する工程とをさらに具備すること
を特徴とする請求項39に記載の磁気記憶装置の製造方
法。40. A step of forming a mask layer on a substrate in the memory cell array region, a step of implanting ions into the substrate in the peripheral circuit region using the mask layer as a mask, and the substrate in the memory cell array region. Forming the first insulating film therein to form the SOI substrate in the memory cell array region and the bulk substrate in the peripheral circuit region. A method of manufacturing a magnetic storage device according to claim 39.
辺回路領域に、前記SOI基板を形成する工程と、 前記周辺回路領域における前記第1の絶縁膜及び前記第
2の半導体層を除去することで、前記メモリセルアレイ
領域には前記SOI基板を形成し、前記周辺回路領域に
は前記バルク基板を形成する工程とをさらに具備するこ
とを特徴とする請求項39に記載の磁気記憶装置の製造
方法。41. A step of forming the SOI substrate in the memory cell array region and the peripheral circuit region, and removing the first insulating film and the second semiconductor layer in the peripheral circuit region, 40. The method of manufacturing a magnetic memory device according to claim 39, further comprising: forming the SOI substrate in the memory cell array region and forming the bulk substrate in the peripheral circuit region.
に第2の絶縁膜を形成する工程と、 前記周辺回路領域における前記第2の絶縁膜を一部除去
し、前記バルク基板の表面を露出する工程と、 前記バルク基板上にエピタキシャル成長層を形成する工
程と、 前記第2の半導体層上の前記第2の絶縁膜を除去し、前
記エピタキシャル成長層の表面と前記第2の半導体層の
表面とを等しくする工程とをさらに具備することを特徴
とする請求項41に記載の磁気記憶装置の製造方法。42. A step of forming a second insulating film on the SOI substrate and the bulk substrate; partly removing the second insulating film in the peripheral circuit region to expose a surface of the bulk substrate. A step of forming an epitaxial growth layer on the bulk substrate, removing the second insulating film on the second semiconductor layer, and removing the surface of the epitaxial growth layer and the surface of the second semiconductor layer. 42. The method of manufacturing a magnetic memory device according to claim 41, further comprising the step of equalizing.
層上に配置された第1の絶縁膜と、この第1の絶縁膜上
に配置された第2の半導体層とを備えたSOI基板を形
成する工程と、 前記第2の半導体層内に、前記第2の半導体層の表面か
ら前記第1の絶縁膜に達する深さを有する素子分離絶縁
膜を選択的に形成する工程と、 前記SOI基板に一端と他端とをそれぞれ有する第1及
び第2のスイッチング素子を形成する工程と、 前記SOI基板の上方に磁気抵抗効果素子を形成する工
程と、 前記第1のスイッチング素子の前記一端に接続する第1
の配線と、前記第2のスイッチング素子の前記一端に接
続する第2の配線と、前記第1のスイッチング素子の前
記他端と前記第2のスイッチング素子の前記他端と前記
磁気抵抗効果素子とに接続する第3の配線とを形成する
工程とを具備することを特徴とする磁気記憶装置の製造
方法。43. A first semiconductor layer, a first insulating film arranged on the first semiconductor layer, and a second semiconductor layer arranged on the first insulating film. A step of forming an SOI substrate, and a step of selectively forming an element isolation insulating film having a depth reaching the first insulating film from the surface of the second semiconductor layer in the second semiconductor layer. A step of forming first and second switching elements having one end and the other end on the SOI substrate; a step of forming a magnetoresistive effect element above the SOI substrate; First connecting to the one end
Wiring, a second wiring connected to the one end of the second switching element, the other end of the first switching element, the other end of the second switching element, and the magnetoresistive effect element. And a step of forming a third wiring connected to the magnetic recording medium.
記第3の配線の延在方向に対して45度傾くように、前
記磁気抵抗効果素子及び前記第3の配線を形成すること
を特徴とする請求項43に記載の磁気記憶装置の製造方
法。44. The magnetoresistive effect element and the third wiring are formed such that the magnetization direction of the magnetoresistive effect element is inclined 45 degrees with respect to the extending direction of the third wiring. The method of manufacturing a magnetic memory device according to claim 43.
は、トランジスタ又はダイオードであることを特徴とす
る請求項43に記載の磁気記憶装置の製造方法。45. The method of manufacturing a magnetic memory device according to claim 43, wherein the first and second switching elements are transistors or diodes.
のスイッチング素子を形成する工程とをさらに具備する
ことを特徴とする請求項43に記載の磁気記憶装置の製
造方法。46. A third connecting to the magnetoresistive effect element
44. The method of manufacturing a magnetic memory device according to claim 43, further comprising the step of forming the switching element of.
ンジスタ又はダイオードであることを特徴とする請求項
46に記載の磁気記憶装置の製造方法。47. The method of manufacturing a magnetic memory device according to claim 46, wherein the third switching element is a transistor or a diode.
層、第2の磁性層及び非磁性層の少なくとも3層で構成
されるMTJ素子であることを特徴とする請求項43に
記載の磁気記憶装置の製造方法。48. The MTJ element according to claim 43, wherein the magnetoresistive effect element is an MTJ element including at least three layers of a first magnetic layer, a second magnetic layer and a non-magnetic layer. Method of manufacturing magnetic storage device.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2002
- 2002-11-05 JP JP2002321358A patent/JP2003209228A/en active Pending
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