JP2003282836A - 磁気メモリ装置およびその製造方法 - Google Patents
磁気メモリ装置およびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 磁化メモリ装置の書き込みワード線が発する
電流磁界を効率よくＴＭＲ素子の記憶層に印加できる磁
束集中器を提供することで、書き込み特性の向上を図
る。 【解決手段】 ＴＭＲ素子１３と、ＴＭＲ素子１３と電
気的に絶縁された書き込みワード線（第１配線）１１
と、ＴＭＲ素子１３と電気的に接続されるものでＴＭＲ
素子１３を間にして書き込みワード線１１と立体的に交
差するビット線（第２配線）１２とを備えた磁気メモリ
装置１において、少なくとも書き込みワード線１１の両
側面およびＴＭＲ素子１３に対向する面とは反対側の書
き込みワード線１１面にそって、高透磁率層からなる磁
束集中器５１が設けられ、磁束集中器５１の側壁の少な
くとも一方は書き込みワード線１２よりＴＭＲ素子１３
側に突き出した状態に形成されているものである。
電流磁界を効率よくＴＭＲ素子の記憶層に印加できる磁
束集中器を提供することで、書き込み特性の向上を図
る。 【解決手段】 ＴＭＲ素子１３と、ＴＭＲ素子１３と電
気的に絶縁された書き込みワード線（第１配線）１１
と、ＴＭＲ素子１３と電気的に接続されるものでＴＭＲ
素子１３を間にして書き込みワード線１１と立体的に交
差するビット線（第２配線）１２とを備えた磁気メモリ
装置１において、少なくとも書き込みワード線１１の両
側面およびＴＭＲ素子１３に対向する面とは反対側の書
き込みワード線１１面にそって、高透磁率層からなる磁
束集中器５１が設けられ、磁束集中器５１の側壁の少な
くとも一方は書き込みワード線１２よりＴＭＲ素子１３
側に突き出した状態に形成されているものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気メモリ装置お
よびその製造方法に関し、詳しくは、トンネル磁気抵抗
素子を構成する強磁性体のスピン方向が平行もしくは反
平行によって抵抗値が変化することを利用して情報を記
録する不揮発性の磁気メモリ装置およびその製造方法に
関する。
よびその製造方法に関し、詳しくは、トンネル磁気抵抗
素子を構成する強磁性体のスピン方向が平行もしくは反
平行によって抵抗値が変化することを利用して情報を記
録する不揮発性の磁気メモリ装置およびその製造方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】情報通信機器、特に携帯端末などの個人
用小型機器の飛躍的な普及にともない、これを構成する
メモリ素子やロジック素子等の素子には、高集積化、高
速化、低消費電力化など、一層の高性能化が要求されて
いる。特に不揮発性メモリはユビキタス時代に必要不可
欠の素子と考えられている。
用小型機器の飛躍的な普及にともない、これを構成する
メモリ素子やロジック素子等の素子には、高集積化、高
速化、低消費電力化など、一層の高性能化が要求されて
いる。特に不揮発性メモリはユビキタス時代に必要不可
欠の素子と考えられている。
【０００３】例えば、電源の消耗やトラブル、サーバー
とネットワークが何らかの障害により切断された場合で
あっても、不揮発性メモリは個人の重要な情報を保護す
ることができる。そして、不揮発性メモリの高密度化、
大容量化は、可動部分の存在により本質的に小型化が不
可能なハードディスクや光ディスクを置き換える技術と
してますます重要になってきている。
とネットワークが何らかの障害により切断された場合で
あっても、不揮発性メモリは個人の重要な情報を保護す
ることができる。そして、不揮発性メモリの高密度化、
大容量化は、可動部分の存在により本質的に小型化が不
可能なハードディスクや光ディスクを置き換える技術と
してますます重要になってきている。
【０００４】また、最近の携帯機器は不要な回路ブロッ
クをスタンバイ状態にしてでき得る限り消費電力を抑え
ようと設計されているが、高速ネットワークメモリと大
容量ストレージメモリを兼ねることができる不揮発性メ
モリが実現できれば、消費電力とメモリとの無駄を無く
すことができる。また、電源を入れると瞬時に起動でき
る、いわゆるインスタント・オン機能も高速の大容量不
揮発性メモリが実現できれば可能になってくる。
クをスタンバイ状態にしてでき得る限り消費電力を抑え
ようと設計されているが、高速ネットワークメモリと大
容量ストレージメモリを兼ねることができる不揮発性メ
モリが実現できれば、消費電力とメモリとの無駄を無く
すことができる。また、電源を入れると瞬時に起動でき
る、いわゆるインスタント・オン機能も高速の大容量不
揮発性メモリが実現できれば可能になってくる。
【０００５】不揮発性メモリとしては、半導体を用いた
フラッシュメモリや、強誘電体を用いたＦＲＡＭ（Ferr
o electric Random Access Memory）などがあげられ
る。しかしながら、フラッシュメモリは、書き込み速度
がμ秒の桁であるため遅いという欠点がある。一方、Ｆ
ＲＡＭにおいては、書き換え可能回数が１０12〜１０14
で完全にスタティックランダムアクセスメモリやダイナ
ミックランダムアクセスメモリに置き換えるには耐久性
が低いという問題が指摘されている。また、強誘電体キ
ャパシタの微細加工が難しいという課題も指摘されてい
る。
フラッシュメモリや、強誘電体を用いたＦＲＡＭ（Ferr
o electric Random Access Memory）などがあげられ
る。しかしながら、フラッシュメモリは、書き込み速度
がμ秒の桁であるため遅いという欠点がある。一方、Ｆ
ＲＡＭにおいては、書き換え可能回数が１０12〜１０14
で完全にスタティックランダムアクセスメモリやダイナ
ミックランダムアクセスメモリに置き換えるには耐久性
が低いという問題が指摘されている。また、強誘電体キ
ャパシタの微細加工が難しいという課題も指摘されてい
る。
【０００６】これらの欠点を有さない不揮発性メモリと
して注目されているのが、ＭＲＡＭ（Magnetic Random
Access Memory）とよばれる磁気メモリである。初期の
ＭＲＡＭはJ.M.Daughton,“Thin Solid Films”Vol.216
(1992),p.162-168で報告されているＡＭＲ(Anisotropic
Magneto Resistive)効果やD.D.Tang et al.,“IEDMTec
hnical Digest”(1997),p.995-997で報告されているＧ
ＭＲ(Giant Magneto Resistance)効果を使ったスピンバ
ルブを基にしたものであった。しかし、負荷のメモリセ
ル抵抗が１０Ω〜１００Ωと低いため、読み出し時のビ
ットあたりの消費電力が大きく大容量化が難しいという
欠点があった。
して注目されているのが、ＭＲＡＭ（Magnetic Random
Access Memory）とよばれる磁気メモリである。初期の
ＭＲＡＭはJ.M.Daughton,“Thin Solid Films”Vol.216
(1992),p.162-168で報告されているＡＭＲ(Anisotropic
Magneto Resistive)効果やD.D.Tang et al.,“IEDMTec
hnical Digest”(1997),p.995-997で報告されているＧ
ＭＲ(Giant Magneto Resistance)効果を使ったスピンバ
ルブを基にしたものであった。しかし、負荷のメモリセ
ル抵抗が１０Ω〜１００Ωと低いため、読み出し時のビ
ットあたりの消費電力が大きく大容量化が難しいという
欠点があった。
【０００７】一方ＴＭＲ（Tunnel Magneto Resistanc
e）効果はR.Meservey et al.,“Pysics Reports”Vol.2
38(1994),p.214-217で報告されているように抵抗変化率
が室温で１％〜２％しかなかったが、近年T.Miyazaki e
t al.,“J.Magnetism & Magnetic Material”Vol.139(1
995),L231で報告されているように抵抗変化率２０％近
く得られるようになり、ＴＭＲ効果を使ったＭＲＡＭに
注目が集まるようになってきている。
e）効果はR.Meservey et al.,“Pysics Reports”Vol.2
38(1994),p.214-217で報告されているように抵抗変化率
が室温で１％〜２％しかなかったが、近年T.Miyazaki e
t al.,“J.Magnetism & Magnetic Material”Vol.139(1
995),L231で報告されているように抵抗変化率２０％近
く得られるようになり、ＴＭＲ効果を使ったＭＲＡＭに
注目が集まるようになってきている。
【０００８】ＭＲＡＭは、構造が単純であるため高集積
化が容易であり、また磁気モーメントの回転により記録
を行うために、書き換え回数が大であると予測されてい
る。またアクセス時間についても、非常に高速であるこ
とが予想され、既に１００ＭＨｚで動作可能であること
が、R.Scheuerlein et al.,“ISSCC Digest of Technic
al Papers”(Feb. 2000),p.128-129で報告されている。
化が容易であり、また磁気モーメントの回転により記録
を行うために、書き換え回数が大であると予測されてい
る。またアクセス時間についても、非常に高速であるこ
とが予想され、既に１００ＭＨｚで動作可能であること
が、R.Scheuerlein et al.,“ISSCC Digest of Technic
al Papers”(Feb. 2000),p.128-129で報告されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上述の通り、高速化・
高集積化が容易という長所を有するＭＲＡＭではある
が、書き込みは、ＴＭＲ素子に近接させて設けられた書
き込みビット線と書き込み書き込みワード線に電流を流
し、その発生磁界によって行う。ＴＭＲ素子の記憶層
（記憶層）の反転磁界は材料にもよるが、２０Ｏｅ〜２
００Ｏｅが必要であり、このときの電流は数ｍＡから数
十ｍＡになる。これは消費電流の増大につながり、携帯
機器の低消費電力化に対して大きな課題となる。
高集積化が容易という長所を有するＭＲＡＭではある
が、書き込みは、ＴＭＲ素子に近接させて設けられた書
き込みビット線と書き込み書き込みワード線に電流を流
し、その発生磁界によって行う。ＴＭＲ素子の記憶層
（記憶層）の反転磁界は材料にもよるが、２０Ｏｅ〜２
００Ｏｅが必要であり、このときの電流は数ｍＡから数
十ｍＡになる。これは消費電流の増大につながり、携帯
機器の低消費電力化に対して大きな課題となる。
【００１０】また、高集積化の面からは、ビット線およ
び書き込みワード線は、リソグラフィー技術から決定さ
れる最小線幅に近いサイズが要求される。仮に、ビット
線幅／書き込みワード線幅が０．６μｍとして、配線の
膜厚を５００ｎｍとすると、３ＭＡ／ｃｍ2 になり、銅
配線を用いた場合（実用電流密度：０．５ＭＡ／ｃ
ｍ 2 ）もエレクトロマイグレーションに対する寿命は大
きな課題となる。さらに微細化していくと、強誘電体の
反転磁界は増加し、配線の次元も縮小しなければならな
いため、この配線信頼性の課題はより大きくなってく
る。
び書き込みワード線は、リソグラフィー技術から決定さ
れる最小線幅に近いサイズが要求される。仮に、ビット
線幅／書き込みワード線幅が０．６μｍとして、配線の
膜厚を５００ｎｍとすると、３ＭＡ／ｃｍ2 になり、銅
配線を用いた場合（実用電流密度：０．５ＭＡ／ｃ
ｍ 2 ）もエレクトロマイグレーションに対する寿命は大
きな課題となる。さらに微細化していくと、強誘電体の
反転磁界は増加し、配線の次元も縮小しなければならな
いため、この配線信頼性の課題はより大きくなってく
る。
【００１１】さらに、大電流駆動用のドライバーをビッ
ト線、書き込みワード線に対して持つためこの部分の占
有面積が大きくなるので、高集積化を阻害することにな
る。また、素子の微細化により、磁束の漏れによって隣
接ビットにまで磁界が発生し、ディスターブの問題が発
生する。この対策としては、米国特許第５９４０３１９
号明細書のなかで、ＴＭＲ素子の下側および上側のいず
れか一方もしくは両方にある配線のＴＭＲ素子に対向し
ている面部分以外を磁束集中させる材料で覆うという内
容が記載されているが、磁束集中効果が不十分で消費電
流が十分に下がらないという問題があった。
ト線、書き込みワード線に対して持つためこの部分の占
有面積が大きくなるので、高集積化を阻害することにな
る。また、素子の微細化により、磁束の漏れによって隣
接ビットにまで磁界が発生し、ディスターブの問題が発
生する。この対策としては、米国特許第５９４０３１９
号明細書のなかで、ＴＭＲ素子の下側および上側のいず
れか一方もしくは両方にある配線のＴＭＲ素子に対向し
ている面部分以外を磁束集中させる材料で覆うという内
容が記載されているが、磁束集中効果が不十分で消費電
流が十分に下がらないという問題があった。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされた磁気メモリ装置およびその製造方
法である。
決するためになされた磁気メモリ装置およびその製造方
法である。
【００１３】本発明の第１の磁気メモリ装置は、第１配
線と、前記第１配線と立体的に交差する第２配線と、前
記第１配線と電気的に絶縁され、前記第２配線と電気的
に接続されたもので、前記第１配線と前記第２配線との
交差領域にトンネル絶縁層を強磁性体で挟んで構成され
るトンネル磁気抵抗素子とを備えたもので、前記強磁性
体のスピン方向が平行もしくは反平行によって抵抗値が
変化することを利用して情報を記憶する不揮発性の磁気
メモリ装置において、前記第１配線に、少なくとも、前
記第１配線の両側面および前記トンネル磁気抵抗素子に
対向する面とは反対側の面に高透磁率層からなる磁束集
中器が設けられ、前記第１配線の側面に形成された前記
高透磁率層の少なくとも一方は前記第１配線より前記ト
ンネル磁気抵抗素子側に突き出した状態に形成されてい
るものである。
線と、前記第１配線と立体的に交差する第２配線と、前
記第１配線と電気的に絶縁され、前記第２配線と電気的
に接続されたもので、前記第１配線と前記第２配線との
交差領域にトンネル絶縁層を強磁性体で挟んで構成され
るトンネル磁気抵抗素子とを備えたもので、前記強磁性
体のスピン方向が平行もしくは反平行によって抵抗値が
変化することを利用して情報を記憶する不揮発性の磁気
メモリ装置において、前記第１配線に、少なくとも、前
記第１配線の両側面および前記トンネル磁気抵抗素子に
対向する面とは反対側の面に高透磁率層からなる磁束集
中器が設けられ、前記第１配線の側面に形成された前記
高透磁率層の少なくとも一方は前記第１配線より前記ト
ンネル磁気抵抗素子側に突き出した状態に形成されてい
るものである。
【００１４】上記第１磁気メモリ装置では、第１配線
は、少なくとも、第１配線の両側面およびトンネル磁気
抵抗素子に対向する面とは反対側の面に高透磁率層から
なる磁束集中器が設けられ、第１配線の側面に形成され
た高透磁率層の少なくとも一方は第１配線よりトンネル
磁気抵抗素子側に突き出した状態に形成されていること
から、第１配線から発する電流磁界は磁束集中器のトン
ネル磁気抵抗素子側に突き出した部分によってトンネル
磁気抵抗素子の記憶層に効率よく集中される。このため
書き込みのための電流値を下げることが可能になり、消
費電流の低減が図れるとともに第１配線のエレクトロマ
イグレーションに対する寿命が高められる。また駆動電
流が少なくてすむことから電流駆動回路の面積を縮小す
ることができ、集積度を高められる。さらに漏れ磁界が
少なくなるため隣接セルとの干渉効果が低減される。
は、少なくとも、第１配線の両側面およびトンネル磁気
抵抗素子に対向する面とは反対側の面に高透磁率層から
なる磁束集中器が設けられ、第１配線の側面に形成され
た高透磁率層の少なくとも一方は第１配線よりトンネル
磁気抵抗素子側に突き出した状態に形成されていること
から、第１配線から発する電流磁界は磁束集中器のトン
ネル磁気抵抗素子側に突き出した部分によってトンネル
磁気抵抗素子の記憶層に効率よく集中される。このため
書き込みのための電流値を下げることが可能になり、消
費電流の低減が図れるとともに第１配線のエレクトロマ
イグレーションに対する寿命が高められる。また駆動電
流が少なくてすむことから電流駆動回路の面積を縮小す
ることができ、集積度を高められる。さらに漏れ磁界が
少なくなるため隣接セルとの干渉効果が低減される。
【００１５】本発明の第２の磁気メモリ装置は、第１配
線と、前記第１配線と立体的に交差する第２配線と、前
記第１配線と電気的に絶縁され、前記第２配線と電気的
に接続されたもので、前記第１配線と前記第２配線との
交差領域にトンネル絶縁層を強磁性体で挟んで構成され
るトンネル磁気抵抗素子とを備えたもので、前記強磁性
体のスピン方向が平行もしくは反平行によって抵抗値が
変化することを利用して情報を記憶する不揮発性の磁気
メモリ装置において、前記第２配線に、少なくとも、前
記第２配線の両側面および前記トンネル磁気抵抗素子に
対向する面とは反対側の面に高透磁率層からなる磁束集
中器が設けられていて、前記第２配線の側面に形成され
た前記高透磁率層の少なくとも一方は前記第２配線より
前記トンネル磁気抵抗素子側に突き出した状態に形成さ
れているものである。
線と、前記第１配線と立体的に交差する第２配線と、前
記第１配線と電気的に絶縁され、前記第２配線と電気的
に接続されたもので、前記第１配線と前記第２配線との
交差領域にトンネル絶縁層を強磁性体で挟んで構成され
るトンネル磁気抵抗素子とを備えたもので、前記強磁性
体のスピン方向が平行もしくは反平行によって抵抗値が
変化することを利用して情報を記憶する不揮発性の磁気
メモリ装置において、前記第２配線に、少なくとも、前
記第２配線の両側面および前記トンネル磁気抵抗素子に
対向する面とは反対側の面に高透磁率層からなる磁束集
中器が設けられていて、前記第２配線の側面に形成され
た前記高透磁率層の少なくとも一方は前記第２配線より
前記トンネル磁気抵抗素子側に突き出した状態に形成さ
れているものである。
【００１６】上記第２磁気メモリ装置では、第２配線
に、少なくとも、第２配線の両側面およびトンネル磁気
抵抗素子に対向する面とは反対側の面に高透磁率層から
なる磁束集中器が設けられていて、第２配線の側面に形
成された高透磁率層の少なくとも一方は第２配線よりト
ンネル磁気抵抗素子側に突き出した状態に形成されてい
ることから、第２配線から発する電流磁界は磁束集中器
のトンネル磁気抵抗素子側に突き出した部分によってト
ンネル磁気抵抗素子の記憶層に効率よく集中される。こ
のため書き込みのための電流値を下げることが可能にな
り、消費電流の低減が図れるとともに第２配線のエレク
トロマイグレーションに対する寿命が高められる。また
駆動電流が少なくてすむことから電流駆動回路の面積を
縮小することができ、集積度を高められる。さらに漏れ
磁界が少なくなるため隣接セルとの干渉効果が低減され
る。
に、少なくとも、第２配線の両側面およびトンネル磁気
抵抗素子に対向する面とは反対側の面に高透磁率層から
なる磁束集中器が設けられていて、第２配線の側面に形
成された高透磁率層の少なくとも一方は第２配線よりト
ンネル磁気抵抗素子側に突き出した状態に形成されてい
ることから、第２配線から発する電流磁界は磁束集中器
のトンネル磁気抵抗素子側に突き出した部分によってト
ンネル磁気抵抗素子の記憶層に効率よく集中される。こ
のため書き込みのための電流値を下げることが可能にな
り、消費電流の低減が図れるとともに第２配線のエレク
トロマイグレーションに対する寿命が高められる。また
駆動電流が少なくてすむことから電流駆動回路の面積を
縮小することができ、集積度を高められる。さらに漏れ
磁界が少なくなるため隣接セルとの干渉効果が低減され
る。
【００１７】本発明の第３の磁気メモリ装置は、第１配
線と、前記第１配線と立体的に交差する第２配線と、前
記第１配線と電気的に絶縁され、前記第２配線と電気的
に接続されたもので、前記第１配線と前記第２配線との
交差領域にトンネル絶縁層を強磁性体で挟んで構成され
るトンネル磁気抵抗素子とを備えたもので、前記強磁性
体のスピン方向が平行もしくは反平行によって抵抗値が
変化することを利用して情報を記憶する不揮発性の磁気
メモリ装置において、前記第１配線と前記トンネル磁気
抵抗素子との間および前記トンネル磁気抵抗素子の側面
側に、絶縁膜を介して、高透磁率層からなる磁束集中器
が設けられているものである。
線と、前記第１配線と立体的に交差する第２配線と、前
記第１配線と電気的に絶縁され、前記第２配線と電気的
に接続されたもので、前記第１配線と前記第２配線との
交差領域にトンネル絶縁層を強磁性体で挟んで構成され
るトンネル磁気抵抗素子とを備えたもので、前記強磁性
体のスピン方向が平行もしくは反平行によって抵抗値が
変化することを利用して情報を記憶する不揮発性の磁気
メモリ装置において、前記第１配線と前記トンネル磁気
抵抗素子との間および前記トンネル磁気抵抗素子の側面
側に、絶縁膜を介して、高透磁率層からなる磁束集中器
が設けられているものである。
【００１８】上記第３磁気メモリ装置では、第１配線と
トンネル磁気抵抗素子との間およびトンネル磁気抵抗素
子の側面側に、絶縁膜を介して、高透磁率層からなる磁
束集中器が設けられていることから、第１配線から発す
る電流磁界はトンネル磁気抵抗素子の側面下部側の磁束
集中器によってトンネル磁気抵抗素子の記憶層に効率よ
く集中される。このため書き込みのための電流値を下げ
ることが可能になり、消費電流の低減が図れるとともに
第１配線のエレクトロマイグレーションに対する寿命が
高められる。また駆動電流が少なくてすむことから電流
駆動回路の面積を縮小することができ、集積度を高めら
れる。さらに漏れ磁界が少なくなるため隣接セルとの干
渉効果が低減される。
トンネル磁気抵抗素子との間およびトンネル磁気抵抗素
子の側面側に、絶縁膜を介して、高透磁率層からなる磁
束集中器が設けられていることから、第１配線から発す
る電流磁界はトンネル磁気抵抗素子の側面下部側の磁束
集中器によってトンネル磁気抵抗素子の記憶層に効率よ
く集中される。このため書き込みのための電流値を下げ
ることが可能になり、消費電流の低減が図れるとともに
第１配線のエレクトロマイグレーションに対する寿命が
高められる。また駆動電流が少なくてすむことから電流
駆動回路の面積を縮小することができ、集積度を高めら
れる。さらに漏れ磁界が少なくなるため隣接セルとの干
渉効果が低減される。
【００１９】本発明の第４の磁気メモリ装置は、第１配
線と、前記第１配線と立体的に交差する第２配線と、前
記第１配線と電気的に絶縁され、前記第２配線と電気的
に接続されたもので、前記第１配線と前記第２配線との
交差領域にトンネル絶縁層を強磁性体で挟んで構成され
るトンネル磁気抵抗素子とを備えたもので、前記強磁性
体のスピン方向が平行もしくは反平行によって抵抗値が
変化することを利用して情報を記憶する不揮発性の磁気
メモリ装置において、前記第１配線には、少なくとも、
前記第１配線の両側面および前記トンネル磁気抵抗素子
に対向する面とは反対側の面に高透磁率層からなる第１
磁束集中器が設けられ、前記第１配線と前記トンネル磁
気抵抗素子との間および前記トンネル磁気抵抗素子の側
面側に、絶縁膜を介して、高透磁率層からなる第２磁束
集中器が設けられているものである。
線と、前記第１配線と立体的に交差する第２配線と、前
記第１配線と電気的に絶縁され、前記第２配線と電気的
に接続されたもので、前記第１配線と前記第２配線との
交差領域にトンネル絶縁層を強磁性体で挟んで構成され
るトンネル磁気抵抗素子とを備えたもので、前記強磁性
体のスピン方向が平行もしくは反平行によって抵抗値が
変化することを利用して情報を記憶する不揮発性の磁気
メモリ装置において、前記第１配線には、少なくとも、
前記第１配線の両側面および前記トンネル磁気抵抗素子
に対向する面とは反対側の面に高透磁率層からなる第１
磁束集中器が設けられ、前記第１配線と前記トンネル磁
気抵抗素子との間および前記トンネル磁気抵抗素子の側
面側に、絶縁膜を介して、高透磁率層からなる第２磁束
集中器が設けられているものである。
【００２０】上記第４磁気メモリ装置では、第１配線に
は、少なくとも、第１配線の両側面およびトンネル磁気
抵抗素子に対向する面とは反対側の面に高透磁率層から
なる第１磁束集中器が設けられ、第１配線とトンネル磁
気抵抗素子との間およびトンネル磁気抵抗素子の側面側
に、絶縁膜を介して、高透磁率層からなる第２磁束集中
器が設けられていることから、第１配線から発する電流
磁界は第１磁束集中器から第２磁束集中器に伝達されて
トンネル磁気抵抗素子の記憶層に効率よく集中される。
このため書き込みのための電流値を下げることが可能に
なり、消費電流の低減が図れるとともに第１配線のエレ
クトロマイグレーションに対する寿命が高められる。ま
た駆動電流が少なくてすむことから電流駆動回路の面積
を縮小することができ、集積度を高められる。さらに漏
れ磁界が少なくなるため隣接セルとの干渉効果が低減さ
れる。
は、少なくとも、第１配線の両側面およびトンネル磁気
抵抗素子に対向する面とは反対側の面に高透磁率層から
なる第１磁束集中器が設けられ、第１配線とトンネル磁
気抵抗素子との間およびトンネル磁気抵抗素子の側面側
に、絶縁膜を介して、高透磁率層からなる第２磁束集中
器が設けられていることから、第１配線から発する電流
磁界は第１磁束集中器から第２磁束集中器に伝達されて
トンネル磁気抵抗素子の記憶層に効率よく集中される。
このため書き込みのための電流値を下げることが可能に
なり、消費電流の低減が図れるとともに第１配線のエレ
クトロマイグレーションに対する寿命が高められる。ま
た駆動電流が少なくてすむことから電流駆動回路の面積
を縮小することができ、集積度を高められる。さらに漏
れ磁界が少なくなるため隣接セルとの干渉効果が低減さ
れる。
【００２１】本発明の第５の磁気メモリ装置は、第１配
線と、前記第１配線と立体的に交差する第２配線と、前
記第１配線とスイッチング素子を介して電気的に接続さ
れ、前記第２配線と電気的に接続されたもので、前記第
１配線と前記第２配線との交差領域にトンネル絶縁層を
強磁性体で挟んで構成されるトンネル磁気抵抗素子とを
備えたもので、前記強磁性体のスピン方向が平行もしく
は反平行によって抵抗値が変化することを利用して情報
を記憶する不揮発性の磁気メモリ装置において、前記第
１配線に、少なくとも、前記第１配線の両側面および前
記トンネル磁気抵抗素子に対向する面とは反対側の面に
高透磁率層からなる磁束集中器が設けられ、前記第１配
線の側面に形成された前記高透磁率層の少なくとも一方
は前記第１配線より前記トンネル磁気抵抗素子側に突き
出した状態に形成されているものである。
線と、前記第１配線と立体的に交差する第２配線と、前
記第１配線とスイッチング素子を介して電気的に接続さ
れ、前記第２配線と電気的に接続されたもので、前記第
１配線と前記第２配線との交差領域にトンネル絶縁層を
強磁性体で挟んで構成されるトンネル磁気抵抗素子とを
備えたもので、前記強磁性体のスピン方向が平行もしく
は反平行によって抵抗値が変化することを利用して情報
を記憶する不揮発性の磁気メモリ装置において、前記第
１配線に、少なくとも、前記第１配線の両側面および前
記トンネル磁気抵抗素子に対向する面とは反対側の面に
高透磁率層からなる磁束集中器が設けられ、前記第１配
線の側面に形成された前記高透磁率層の少なくとも一方
は前記第１配線より前記トンネル磁気抵抗素子側に突き
出した状態に形成されているものである。
【００２２】上記第５磁気メモリ装置では、第１配線
に、少なくとも、第１配線の両側面およびトンネル磁気
抵抗素子に対向する面とは反対側の面に高透磁率層から
なる磁束集中器が設けられ、第１配線の側面に形成され
た高透磁率層の少なくとも一方は第１配線より前記トン
ネル磁気抵抗素子側に突き出した状態に形成されている
ことから、前記第１磁気メモリ装置と同様に、第１配線
から発する電流磁界はトンネル磁気抵抗素子の記憶層に
効率よく集中される。このため書き込みのための電流値
を下げることが可能になり、消費電流の低減が図れると
ともに第１配線のエレクトロマイグレーションに対する
寿命が高められる。また駆動電流が少なくてすむことか
ら電流駆動回路の面積を縮小することができ、集積度を
高められる。さらに漏れ磁界が少なくなるため隣接セル
との干渉効果が低減される。
に、少なくとも、第１配線の両側面およびトンネル磁気
抵抗素子に対向する面とは反対側の面に高透磁率層から
なる磁束集中器が設けられ、第１配線の側面に形成され
た高透磁率層の少なくとも一方は第１配線より前記トン
ネル磁気抵抗素子側に突き出した状態に形成されている
ことから、前記第１磁気メモリ装置と同様に、第１配線
から発する電流磁界はトンネル磁気抵抗素子の記憶層に
効率よく集中される。このため書き込みのための電流値
を下げることが可能になり、消費電流の低減が図れると
ともに第１配線のエレクトロマイグレーションに対する
寿命が高められる。また駆動電流が少なくてすむことか
ら電流駆動回路の面積を縮小することができ、集積度を
高められる。さらに漏れ磁界が少なくなるため隣接セル
との干渉効果が低減される。
【００２３】本発明の第６の磁気メモリ装置は、第１配
線と、前記第１配線と立体的に交差する第２配線と、前
記第１配線とスイッチング素子を介して電気的に接続さ
れ、前記第２配線と電気的に接続されたもので、前記第
１配線と前記第２配線との交差領域にトンネル絶縁層を
強磁性体で挟んで構成されるトンネル磁気抵抗素子とを
備えたもので、前記強磁性体のスピン方向が平行もしく
は反平行によって抵抗値が変化することを利用して情報
を記憶する不揮発性の磁気メモリ装置において、前記第
２配線に、少なくとも、前記第２配線の両側面および前
記トンネル磁気抵抗素子に対向する面とは反対側の面に
高透磁率層からなる磁束集中器が設けられていて、前記
第２配線の側面に形成された前記高透磁率層の少なくと
も一方は前記第２配線より前記トンネル磁気抵抗素子側
に突き出した状態に形成されているものである。
線と、前記第１配線と立体的に交差する第２配線と、前
記第１配線とスイッチング素子を介して電気的に接続さ
れ、前記第２配線と電気的に接続されたもので、前記第
１配線と前記第２配線との交差領域にトンネル絶縁層を
強磁性体で挟んで構成されるトンネル磁気抵抗素子とを
備えたもので、前記強磁性体のスピン方向が平行もしく
は反平行によって抵抗値が変化することを利用して情報
を記憶する不揮発性の磁気メモリ装置において、前記第
２配線に、少なくとも、前記第２配線の両側面および前
記トンネル磁気抵抗素子に対向する面とは反対側の面に
高透磁率層からなる磁束集中器が設けられていて、前記
第２配線の側面に形成された前記高透磁率層の少なくと
も一方は前記第２配線より前記トンネル磁気抵抗素子側
に突き出した状態に形成されているものである。
【００２４】上記第６磁気メモリ装置では、第２配線
に、少なくとも、第２配線の両側面およびトンネル磁気
抵抗素子に対向する面とは反対側の面に高透磁率層から
なる磁束集中器が設けられていて、第２配線の側面に形
成された高透磁率層の少なくとも一方は第２配線よりト
ンネル磁気抵抗素子側に突き出した状態に形成されてい
ることから、前記第２磁気メモリ装置と同様に、第２配
線から発する電流磁界はトンネル磁気抵抗素子の記憶層
に効率よく集中される。このため書き込みのための電流
値を下げることが可能になり、消費電流の低減が図れる
とともに第２配線のエレクトロマイグレーションに対す
る寿命が高められる。また駆動電流が少なくてすむこと
から電流駆動回路の面積を縮小することができ、集積度
を高められる。さらに漏れ磁界が少なくなるため隣接セ
ルとの干渉効果が低減される。
に、少なくとも、第２配線の両側面およびトンネル磁気
抵抗素子に対向する面とは反対側の面に高透磁率層から
なる磁束集中器が設けられていて、第２配線の側面に形
成された高透磁率層の少なくとも一方は第２配線よりト
ンネル磁気抵抗素子側に突き出した状態に形成されてい
ることから、前記第２磁気メモリ装置と同様に、第２配
線から発する電流磁界はトンネル磁気抵抗素子の記憶層
に効率よく集中される。このため書き込みのための電流
値を下げることが可能になり、消費電流の低減が図れる
とともに第２配線のエレクトロマイグレーションに対す
る寿命が高められる。また駆動電流が少なくてすむこと
から電流駆動回路の面積を縮小することができ、集積度
を高められる。さらに漏れ磁界が少なくなるため隣接セ
ルとの干渉効果が低減される。
【００２５】また、上記第１、第２および第４ないし第
６磁気メモリ装置においては、高透磁率層と第１配線も
しくは第２配線との間に絶縁膜が形成されているもので
あっても、上記それぞれの磁気メモリ装置と同様なる作
用、効果が得られる。
６磁気メモリ装置においては、高透磁率層と第１配線も
しくは第２配線との間に絶縁膜が形成されているもので
あっても、上記それぞれの磁気メモリ装置と同様なる作
用、効果が得られる。
【００２６】本発明の第１磁気メモリ装置の製造方法
は、第１の配線を形成する工程と、トンネル絶縁層を強
磁性体で挟んでなるもので前記第１の配線と電気的に絶
縁されたトンネル磁気抵抗素子を形成する工程と、前記
トンネル磁気抵抗素子と電気的に接続するもので前記ト
ンネル磁気抵抗素子を間にして前記第１配線と立体的に
交差する第２配線を形成する工程とを備えた不揮発性の
磁気メモリ装置の製造方法において、少なくとも、前記
第１配線の両側面および前記トンネル磁気抵抗素子に対
向する面とは反対側の面に高透磁率層からなる磁束集中
器を形成する工程を備え、前記第１配線の両側面に形成
される前記高透磁率層の少なくとも一方を前記第１配線
より前記トンネル磁気抵抗素子側に突き出した状態に形
成する。
は、第１の配線を形成する工程と、トンネル絶縁層を強
磁性体で挟んでなるもので前記第１の配線と電気的に絶
縁されたトンネル磁気抵抗素子を形成する工程と、前記
トンネル磁気抵抗素子と電気的に接続するもので前記ト
ンネル磁気抵抗素子を間にして前記第１配線と立体的に
交差する第２配線を形成する工程とを備えた不揮発性の
磁気メモリ装置の製造方法において、少なくとも、前記
第１配線の両側面および前記トンネル磁気抵抗素子に対
向する面とは反対側の面に高透磁率層からなる磁束集中
器を形成する工程を備え、前記第１配線の両側面に形成
される前記高透磁率層の少なくとも一方を前記第１配線
より前記トンネル磁気抵抗素子側に突き出した状態に形
成する。
【００２７】上記第１磁気メモリ装置の製造方法では、
少なくとも、第１配線の両側面およびトンネル磁気抵抗
素子に対向する面とは反対側の面に高透磁率層からなる
磁束集中器を形成する工程を備え、第１配線の両側面に
形成される高透磁率層の少なくとも一方を第１配線より
トンネル磁気抵抗素子側に突き出した状態に形成するこ
とから、第１配線に電流を流した際に発せられる電流磁
界は、第１配線の両側面に形成される高透磁率層によっ
て、トンネル磁気抵抗素子の記憶層（記録層ともいう）
に効率よく集中されるようになる。このため書き込みの
ための電流値を下げることが可能になり、消費電流の低
減が図れるとともに第１配線のエレクトロマイグレーシ
ョンに対する寿命が高められる。また駆動電流が少なく
てすむことから電流駆動回路の面積を縮小することがで
き、集積度を高められる。さらに漏れ磁界が少なくなる
ため隣接セルとの干渉効果が低減される。
少なくとも、第１配線の両側面およびトンネル磁気抵抗
素子に対向する面とは反対側の面に高透磁率層からなる
磁束集中器を形成する工程を備え、第１配線の両側面に
形成される高透磁率層の少なくとも一方を第１配線より
トンネル磁気抵抗素子側に突き出した状態に形成するこ
とから、第１配線に電流を流した際に発せられる電流磁
界は、第１配線の両側面に形成される高透磁率層によっ
て、トンネル磁気抵抗素子の記憶層（記録層ともいう）
に効率よく集中されるようになる。このため書き込みの
ための電流値を下げることが可能になり、消費電流の低
減が図れるとともに第１配線のエレクトロマイグレーシ
ョンに対する寿命が高められる。また駆動電流が少なく
てすむことから電流駆動回路の面積を縮小することがで
き、集積度を高められる。さらに漏れ磁界が少なくなる
ため隣接セルとの干渉効果が低減される。
【００２８】本発明の第２磁気メモリ装置の製造方法
は、第１の配線を形成する工程と、トンネル絶縁層を強
磁性体で挟んでなるもので前記第１の配線と電気的に絶
縁されたトンネル磁気抵抗素子を形成する工程と、前記
トンネル磁気抵抗素子と電気的に接続するもので前記ト
ンネル磁気抵抗素子を間にして前記第１配線と立体的に
交差する第２配線を形成する工程とを備えた不揮発性の
磁気メモリ装置の製造方法において、少なくとも、前記
第２配線の両側面および前記トンネル磁気抵抗素子に対
向する面とは反対側の面に高透磁率層からなる磁束集中
器を形成する工程を備え、前記第２配線の両側面に形成
される前記高透磁率層の少なくとも一方を前記第２配線
より前記トンネル磁気抵抗素子側に突き出した状態に形
成する。
は、第１の配線を形成する工程と、トンネル絶縁層を強
磁性体で挟んでなるもので前記第１の配線と電気的に絶
縁されたトンネル磁気抵抗素子を形成する工程と、前記
トンネル磁気抵抗素子と電気的に接続するもので前記ト
ンネル磁気抵抗素子を間にして前記第１配線と立体的に
交差する第２配線を形成する工程とを備えた不揮発性の
磁気メモリ装置の製造方法において、少なくとも、前記
第２配線の両側面および前記トンネル磁気抵抗素子に対
向する面とは反対側の面に高透磁率層からなる磁束集中
器を形成する工程を備え、前記第２配線の両側面に形成
される前記高透磁率層の少なくとも一方を前記第２配線
より前記トンネル磁気抵抗素子側に突き出した状態に形
成する。
【００２９】上記第２磁気メモリ装置の製造方法では、
少なくとも、第２配線の両側面およびトンネル磁気抵抗
素子に対向する面とは反対側の面に高透磁率層からなる
磁束集中器を形成する工程を備え、第２配線の両側面に
形成される高透磁率層の少なくとも一方を第２配線より
トンネル磁気抵抗素子側に突き出した状態に形成するこ
とから、第２配線に電流を流した際に発せられる電流磁
界がトンネル磁気抵抗素子の記憶層（記録層ともいう）
に効率よく集中されるようになる。このため書き込みの
ための電流値を下げることが可能になり、消費電流の低
減が図れるとともに第２配線のエレクトロマイグレーシ
ョンに対する寿命が高められる。また駆動電流が少なく
てすむことから電流駆動回路の面積を縮小することがで
き、集積度を高められる。さらに漏れ磁界が少なくなる
ため隣接セルとの干渉効果が低減される。
少なくとも、第２配線の両側面およびトンネル磁気抵抗
素子に対向する面とは反対側の面に高透磁率層からなる
磁束集中器を形成する工程を備え、第２配線の両側面に
形成される高透磁率層の少なくとも一方を第２配線より
トンネル磁気抵抗素子側に突き出した状態に形成するこ
とから、第２配線に電流を流した際に発せられる電流磁
界がトンネル磁気抵抗素子の記憶層（記録層ともいう）
に効率よく集中されるようになる。このため書き込みの
ための電流値を下げることが可能になり、消費電流の低
減が図れるとともに第２配線のエレクトロマイグレーシ
ョンに対する寿命が高められる。また駆動電流が少なく
てすむことから電流駆動回路の面積を縮小することがで
き、集積度を高められる。さらに漏れ磁界が少なくなる
ため隣接セルとの干渉効果が低減される。
【００３０】本発明の第３磁気メモリ装置の製造方法
は、第１の配線を形成する工程と、トンネル絶縁層を強
磁性体で挟んでなるもので前記第１の配線と電気的に絶
縁されたトンネル磁気抵抗素子を形成する工程と、前記
トンネル磁気抵抗素子と電気的に接続するもので前記ト
ンネル磁気抵抗素子を間にして前記第１配線と立体的に
交差する第２配線を形成する工程とを備えた不揮発性の
磁気メモリ装置の製造方法において、前記第１配線を形
成した後に、前記第１配線と前記トンネル磁気抵抗素子
との間および前記トンネル磁気抵抗素子の側面側に、絶
縁膜を介して、高透磁率層からなる磁束集中器を形成す
る工程を備えている。
は、第１の配線を形成する工程と、トンネル絶縁層を強
磁性体で挟んでなるもので前記第１の配線と電気的に絶
縁されたトンネル磁気抵抗素子を形成する工程と、前記
トンネル磁気抵抗素子と電気的に接続するもので前記ト
ンネル磁気抵抗素子を間にして前記第１配線と立体的に
交差する第２配線を形成する工程とを備えた不揮発性の
磁気メモリ装置の製造方法において、前記第１配線を形
成した後に、前記第１配線と前記トンネル磁気抵抗素子
との間および前記トンネル磁気抵抗素子の側面側に、絶
縁膜を介して、高透磁率層からなる磁束集中器を形成す
る工程を備えている。
【００３１】上記第３磁気メモリ装置の製造方法では、
第１配線を形成した後に、第１配線とトンネル磁気抵抗
素子との間およびトンネル磁気抵抗素子の側面側に、絶
縁膜を介して、高透磁率層からなる磁束集中器を形成す
る工程を備えていることから、第１配線に電流を流した
際に発せられる電流磁界がトンネル磁気抵抗素子の側面
下部側の磁束集中器によって、トンネル磁気抵抗素子の
記憶層（記録層ともいう）に効率よく集中されるように
なる。このため書き込みのための電流値を下げることが
可能になり、消費電流の低減が図れるとともに第１配線
のエレクトロマイグレーションに対する寿命が高められ
る。また駆動電流が少なくてすむことから電流駆動回路
の面積を縮小することができ、集積度を高められる。さ
らに漏れ磁界が少なくなるため隣接セルとの干渉効果が
低減される。
第１配線を形成した後に、第１配線とトンネル磁気抵抗
素子との間およびトンネル磁気抵抗素子の側面側に、絶
縁膜を介して、高透磁率層からなる磁束集中器を形成す
る工程を備えていることから、第１配線に電流を流した
際に発せられる電流磁界がトンネル磁気抵抗素子の側面
下部側の磁束集中器によって、トンネル磁気抵抗素子の
記憶層（記録層ともいう）に効率よく集中されるように
なる。このため書き込みのための電流値を下げることが
可能になり、消費電流の低減が図れるとともに第１配線
のエレクトロマイグレーションに対する寿命が高められ
る。また駆動電流が少なくてすむことから電流駆動回路
の面積を縮小することができ、集積度を高められる。さ
らに漏れ磁界が少なくなるため隣接セルとの干渉効果が
低減される。
【００３２】本発明の第４磁気メモリ装置の製造方法
は、第１の配線を形成する工程と、トンネル絶縁層を強
磁性体で挟んでなるもので前記第１の配線と電気的に絶
縁されたトンネル磁気抵抗素子を形成する工程と、前記
トンネル磁気抵抗素子と電気的に接続するもので前記ト
ンネル磁気抵抗素子を間にして前記第１配線と立体的に
交差する第２配線を形成する工程とを備えた不揮発性の
磁気メモリ装置の製造方法において、少なくとも、前記
第１配線の両側面および前記トンネル磁気抵抗素子に対
向する面とは反対側の面に高透磁率層からなる第１磁束
集中器を形成する工程と、前記第１配線を形成した後
に、前記第１配線と前記トンネル磁気抵抗素子との間お
よび前記トンネル磁気抵抗素子の側面側に、絶縁膜を介
して、高透磁率層からなる第２磁束集中器を形成する工
程とを備えている。
は、第１の配線を形成する工程と、トンネル絶縁層を強
磁性体で挟んでなるもので前記第１の配線と電気的に絶
縁されたトンネル磁気抵抗素子を形成する工程と、前記
トンネル磁気抵抗素子と電気的に接続するもので前記ト
ンネル磁気抵抗素子を間にして前記第１配線と立体的に
交差する第２配線を形成する工程とを備えた不揮発性の
磁気メモリ装置の製造方法において、少なくとも、前記
第１配線の両側面および前記トンネル磁気抵抗素子に対
向する面とは反対側の面に高透磁率層からなる第１磁束
集中器を形成する工程と、前記第１配線を形成した後
に、前記第１配線と前記トンネル磁気抵抗素子との間お
よび前記トンネル磁気抵抗素子の側面側に、絶縁膜を介
して、高透磁率層からなる第２磁束集中器を形成する工
程とを備えている。
【００３３】上記第４磁気メモリ装置の製造方法では、
少なくとも、第１配線の両側面およびトンネル磁気抵抗
素子に対向する面とは反対側の面に高透磁率層からなる
第１磁束集中器を形成する工程と、第１配線を形成した
後に、第１配線とトンネル磁気抵抗素子との間およびト
ンネル磁気抵抗素子の側面側に、絶縁膜を介して、高透
磁率層からなる第２磁束集中器を形成する工程とを備え
ていることから、第１配線に電流を流した際に発せられ
る電流磁界は第１磁束集中器から第２磁束集中器に伝達
されてトンネル磁気抵抗素子の記憶層（記録層ともい
う）に効率よく集中される。このため書き込みのための
電流値を下げることが可能になり、消費電流の低減が図
れるとともに第１配線のエレクトロマイグレーションに
対する寿命が高められる。また駆動電流が少なくてすむ
ことから電流駆動回路の面積を縮小することができ、集
積度を高められる。さらに漏れ磁界が少なくなるため隣
接セルとの干渉効果が低減される。
少なくとも、第１配線の両側面およびトンネル磁気抵抗
素子に対向する面とは反対側の面に高透磁率層からなる
第１磁束集中器を形成する工程と、第１配線を形成した
後に、第１配線とトンネル磁気抵抗素子との間およびト
ンネル磁気抵抗素子の側面側に、絶縁膜を介して、高透
磁率層からなる第２磁束集中器を形成する工程とを備え
ていることから、第１配線に電流を流した際に発せられ
る電流磁界は第１磁束集中器から第２磁束集中器に伝達
されてトンネル磁気抵抗素子の記憶層（記録層ともい
う）に効率よく集中される。このため書き込みのための
電流値を下げることが可能になり、消費電流の低減が図
れるとともに第１配線のエレクトロマイグレーションに
対する寿命が高められる。また駆動電流が少なくてすむ
ことから電流駆動回路の面積を縮小することができ、集
積度を高められる。さらに漏れ磁界が少なくなるため隣
接セルとの干渉効果が低減される。
【００３４】本発明の第５磁気メモリ装置の製造方法
は、第１の配線を形成する工程と、前記第１配線上にス
イッチング素子を形成する工程と、トンネル絶縁層を強
磁性体で挟んでなるもので前記第１の配線上に前記スイ
ッチング素子を介して接続されるトンネル磁気抵抗素子
を形成する工程と、前記トンネル磁気抵抗素子と電気的
に接続するもので前記トンネル磁気抵抗素子を間にして
前記第１配線と立体的に交差する第２配線を形成する工
程とを備えた不揮発性の磁気メモリ装置の製造方法にお
いて、少なくとも、前記第１配線の両側面および前記ト
ンネル磁気抵抗素子に対向する面とは反対側の面に高透
磁率層からなる磁束集中器を形成する工程を備え、前記
第１配線の両側面に形成される前記高透磁率層の少なく
とも一方を前記第１配線より前記トンネル磁気抵抗素子
側に突き出した状態に形成する。
は、第１の配線を形成する工程と、前記第１配線上にス
イッチング素子を形成する工程と、トンネル絶縁層を強
磁性体で挟んでなるもので前記第１の配線上に前記スイ
ッチング素子を介して接続されるトンネル磁気抵抗素子
を形成する工程と、前記トンネル磁気抵抗素子と電気的
に接続するもので前記トンネル磁気抵抗素子を間にして
前記第１配線と立体的に交差する第２配線を形成する工
程とを備えた不揮発性の磁気メモリ装置の製造方法にお
いて、少なくとも、前記第１配線の両側面および前記ト
ンネル磁気抵抗素子に対向する面とは反対側の面に高透
磁率層からなる磁束集中器を形成する工程を備え、前記
第１配線の両側面に形成される前記高透磁率層の少なく
とも一方を前記第１配線より前記トンネル磁気抵抗素子
側に突き出した状態に形成する。
【００３５】上記第５磁気メモリ装置の製造方法では、
少なくとも、第１配線の両側面およびトンネル磁気抵抗
素子に対向する面とは反対側の面に高透磁率層からなる
磁束集中器を形成する工程を備え、第１配線の両側面に
形成される高透磁率層の少なくとも一方を第１配線より
トンネル磁気抵抗素子側に突き出した状態に形成するこ
とから、前記第１磁気メモリ装置の製造方法と同様に、
第１配線に電流を流した際に発せられる電流磁界がトン
ネル磁気抵抗素子の記憶層（記録層ともいう）に効率よ
く集中されるようになる。このため書き込みのための電
流値を下げることが可能になり、消費電流の低減が図れ
るとともに第１配線のエレクトロマイグレーションに対
する寿命が高められる。また駆動電流が少なくてすむこ
とから電流駆動回路の面積を縮小することができ、集積
度を高められる。さらに漏れ磁界が少なくなるため隣接
セルとの干渉効果が低減される。
少なくとも、第１配線の両側面およびトンネル磁気抵抗
素子に対向する面とは反対側の面に高透磁率層からなる
磁束集中器を形成する工程を備え、第１配線の両側面に
形成される高透磁率層の少なくとも一方を第１配線より
トンネル磁気抵抗素子側に突き出した状態に形成するこ
とから、前記第１磁気メモリ装置の製造方法と同様に、
第１配線に電流を流した際に発せられる電流磁界がトン
ネル磁気抵抗素子の記憶層（記録層ともいう）に効率よ
く集中されるようになる。このため書き込みのための電
流値を下げることが可能になり、消費電流の低減が図れ
るとともに第１配線のエレクトロマイグレーションに対
する寿命が高められる。また駆動電流が少なくてすむこ
とから電流駆動回路の面積を縮小することができ、集積
度を高められる。さらに漏れ磁界が少なくなるため隣接
セルとの干渉効果が低減される。
【００３６】本発明の第６磁気メモリ装置の製造方法
は、第１の配線を形成する工程と、前記第１配線上にス
イッチング素子を形成する工程と、トンネル絶縁層を強
磁性体で挟んでなるもので前記第１の配線とスイッチン
グ素子を介して接続されるトンネル磁気抵抗素子を形成
する工程と、前記トンネル磁気抵抗素子と電気的に接続
するもので前記トンネル磁気抵抗素子を間にして前記第
１配線と立体的に交差する第２配線を形成する工程とを
備えた不揮発性の磁気メモリ装置の製造方法において、
少なくとも、前記第２配線の両側面および前記トンネル
磁気抵抗素子に対向する面とは反対側の面に高透磁率層
からなる磁束集中器を形成する工程を備え、前記第２配
線の両側面に形成される前記高透磁率層の少なくとも一
方を前記第２配線より前記トンネル磁気抵抗素子側に突
き出した状態に形成する。
は、第１の配線を形成する工程と、前記第１配線上にス
イッチング素子を形成する工程と、トンネル絶縁層を強
磁性体で挟んでなるもので前記第１の配線とスイッチン
グ素子を介して接続されるトンネル磁気抵抗素子を形成
する工程と、前記トンネル磁気抵抗素子と電気的に接続
するもので前記トンネル磁気抵抗素子を間にして前記第
１配線と立体的に交差する第２配線を形成する工程とを
備えた不揮発性の磁気メモリ装置の製造方法において、
少なくとも、前記第２配線の両側面および前記トンネル
磁気抵抗素子に対向する面とは反対側の面に高透磁率層
からなる磁束集中器を形成する工程を備え、前記第２配
線の両側面に形成される前記高透磁率層の少なくとも一
方を前記第２配線より前記トンネル磁気抵抗素子側に突
き出した状態に形成する。
【００３７】上記第６磁気メモリ装置の製造方法では、
少なくとも、第２配線の両側面およびトンネル磁気抵抗
素子に対向する面とは反対側の面に高透磁率層からなる
磁束集中器を形成する工程を備え、第２配線の両側面に
形成される高透磁率層の少なくとも一方を第２配線より
トンネル磁気抵抗素子側に突き出した状態に形成するこ
とから、前記第２磁気メモリ装置の製造方法と同様に、
第２配線に電流を流した際に発せられる電流磁界がトン
ネル磁気抵抗素子の記憶層（記録層ともいう）に効率よ
く集中されるようになる。このため書き込みのための電
流値を下げることが可能になり、消費電流の低減が図れ
るとともに第２配線のエレクトロマイグレーションに対
する寿命が高められる。また駆動電流が少なくてすむこ
とから電流駆動回路の面積を縮小することができ、集積
度を高められる。さらに漏れ磁界が少なくなるため隣接
セルとの干渉効果が低減される。
少なくとも、第２配線の両側面およびトンネル磁気抵抗
素子に対向する面とは反対側の面に高透磁率層からなる
磁束集中器を形成する工程を備え、第２配線の両側面に
形成される高透磁率層の少なくとも一方を第２配線より
トンネル磁気抵抗素子側に突き出した状態に形成するこ
とから、前記第２磁気メモリ装置の製造方法と同様に、
第２配線に電流を流した際に発せられる電流磁界がトン
ネル磁気抵抗素子の記憶層（記録層ともいう）に効率よ
く集中されるようになる。このため書き込みのための電
流値を下げることが可能になり、消費電流の低減が図れ
るとともに第２配線のエレクトロマイグレーションに対
する寿命が高められる。また駆動電流が少なくてすむこ
とから電流駆動回路の面積を縮小することができ、集積
度を高められる。さらに漏れ磁界が少なくなるため隣接
セルとの干渉効果が低減される。
【００３８】また、上記第１、第２および第４ないし第
６磁気メモリ装置の製造方法においては、高透磁率層と
第１配線もしくは第２配線との間に絶縁膜が形成されて
いるものであっても、上記それぞれの磁気メモリ装置の
製造方法と同様なる作用、効果が得られる。
６磁気メモリ装置の製造方法においては、高透磁率層と
第１配線もしくは第２配線との間に絶縁膜が形成されて
いるものであっても、上記それぞれの磁気メモリ装置の
製造方法と同様なる作用、効果が得られる。
【００３９】
【発明の実施の形態】まず、一般的なＭＲＡＭ（Magnet
ic Random Access Memory）を、図２の主要部を簡略化
して示した概略構成斜視図によって説明する。図２で
は、簡略化して示したため、読み出し回路部分の図示は
省略されている。
ic Random Access Memory）を、図２の主要部を簡略化
して示した概略構成斜視図によって説明する。図２で
は、簡略化して示したため、読み出し回路部分の図示は
省略されている。
【００４０】図２に示すように、９個のメモリセルを含
み、相互に交差する書き込みワード線１１（１１１、１
１２、１１３）およびビット線１２（１２１、１２２、
１２３）を有する。それらの書き込みワード線１１とビ
ット線１２の各交差領域には、書き込みワード線１１上
に絶縁膜（図示せず）を介して形成されているとともに
ビット線１２に接続されている磁気抵抗効果（ＴＭＲ）
素子１３（１３１〜１３９）が配置されている。ＴＭＲ
素子１３への書き込みは、ビット線１２および書き込み
ワード線１１に電流を流し、それから発生する合成磁界
によってビット線１２と書き込みワード線１１との交差
領域に形成されたＴＭＲ素子１３の記憶層３０４（詳細
は図５参照）の磁化方向を磁化固定層３０２（詳細は図
５参照）に対して平行または反平行にして行う。
み、相互に交差する書き込みワード線１１（１１１、１
１２、１１３）およびビット線１２（１２１、１２２、
１２３）を有する。それらの書き込みワード線１１とビ
ット線１２の各交差領域には、書き込みワード線１１上
に絶縁膜（図示せず）を介して形成されているとともに
ビット線１２に接続されている磁気抵抗効果（ＴＭＲ）
素子１３（１３１〜１３９）が配置されている。ＴＭＲ
素子１３への書き込みは、ビット線１２および書き込み
ワード線１１に電流を流し、それから発生する合成磁界
によってビット線１２と書き込みワード線１１との交差
領域に形成されたＴＭＲ素子１３の記憶層３０４（詳細
は図５参照）の磁化方向を磁化固定層３０２（詳細は図
５参照）に対して平行または反平行にして行う。
【００４１】図３に示すアステロイド曲線は、印加され
た容易軸方向磁界ＨEA および困難軸方向磁界ＨHA によ
る記憶層磁化方向の反転しきい値を示している。アステ
ロイド曲線外部に相当する合成磁界ベクトルが発生する
と、磁界反転が生じる。アステロイド曲線内部の合成磁
界ベクトルは、その電流双安定状態の一方からセルを反
転させることはない。また、電流を流しているワード線
およびビット線の交点以外のセルにおいても、ワード線
もしくはビット線単独で発生する磁界が印加されるた
め、それらの大きさが一方向反転磁界ＨK 以上の場合
は、交点以外のセルの磁化方向も反転するので、合成磁
界が斜線で示す部分４０１にある場合のみ、選択された
セルを選択書き込みが可能となる。
た容易軸方向磁界ＨEA および困難軸方向磁界ＨHA によ
る記憶層磁化方向の反転しきい値を示している。アステ
ロイド曲線外部に相当する合成磁界ベクトルが発生する
と、磁界反転が生じる。アステロイド曲線内部の合成磁
界ベクトルは、その電流双安定状態の一方からセルを反
転させることはない。また、電流を流しているワード線
およびビット線の交点以外のセルにおいても、ワード線
もしくはビット線単独で発生する磁界が印加されるた
め、それらの大きさが一方向反転磁界ＨK 以上の場合
は、交点以外のセルの磁化方向も反転するので、合成磁
界が斜線で示す部分４０１にある場合のみ、選択された
セルを選択書き込みが可能となる。
【００４２】以上のように、ＭＲＡＭのアレイでは、ビ
ット線および書き込みワード線からなる格子の交点にメ
モリセルが配置されている。ＭＲＡＭの場合、書き込み
ワード線とビット線とを使用することで、アステロイド
磁化反転特性を利用し、選択的に個々のメモリセルに書
き込むことが一般的である。
ット線および書き込みワード線からなる格子の交点にメ
モリセルが配置されている。ＭＲＡＭの場合、書き込み
ワード線とビット線とを使用することで、アステロイド
磁化反転特性を利用し、選択的に個々のメモリセルに書
き込むことが一般的である。
【００４３】単一の記憶領域における合成磁化は、それ
に印加された容易軸方向磁界ＨEAと困難軸方向磁界Ｈ
HA とのベクトル合成によって決まる。ビット線を流れ
る電流はセルに容易軸方向の磁界（ＨEA ）を印加し、
書き込みワード線を流れる電流はセルに困難軸方向の磁
界（ＨHA ）を印加する。
に印加された容易軸方向磁界ＨEAと困難軸方向磁界Ｈ
HA とのベクトル合成によって決まる。ビット線を流れ
る電流はセルに容易軸方向の磁界（ＨEA ）を印加し、
書き込みワード線を流れる電流はセルに困難軸方向の磁
界（ＨHA ）を印加する。
【００４４】次に、本発明の第１磁気メモリ装置に係る
第１実施の形態を、図１の概略構成断面図によって説明
する。本発明の第１実施の形態は、上記図２によって説
明した磁気メモリ装置において、書き込みワード線から
発する電流磁界を効率よく記憶層に集中させることがで
きるようにしたものである。
第１実施の形態を、図１の概略構成断面図によって説明
する。本発明の第１実施の形態は、上記図２によって説
明した磁気メモリ装置において、書き込みワード線から
発する電流磁界を効率よく記憶層に集中させることがで
きるようにしたものである。
【００４５】その基本構成は、図１の（１）に示すよう
に、第１磁気メモリ装置１（１ａ）は、書き込みワード
線１１を備え、この書き込みワード線１１の上方でかつ
書き込みワード線１１に交差（例えば直交）するように
ビット線１２が形成され、その交差領域で書き込みワー
ド線１１の上方には絶縁膜４６を介してトンネル磁気抵
抗素子（以下ＴＭＲという）１３が形成され、このＴＭ
Ｒ素子１３はビット線１２に接続されている。
に、第１磁気メモリ装置１（１ａ）は、書き込みワード
線１１を備え、この書き込みワード線１１の上方でかつ
書き込みワード線１１に交差（例えば直交）するように
ビット線１２が形成され、その交差領域で書き込みワー
ド線１１の上方には絶縁膜４６を介してトンネル磁気抵
抗素子（以下ＴＭＲという）１３が形成され、このＴＭ
Ｒ素子１３はビット線１２に接続されている。
【００４６】上記書き込みワード線１１には、少なくと
も、この書き込みワード線１１の両側面およびＴＭＲ１
３に対向する面とは反対側の面を囲むように、高透磁率
層からなる磁束集中器５１（５１a）が設けられてい
る。しかも書き込みワード線１１の側面に形成された上
記磁束集中器５１の少なくとも一方（図面では両方）
は、書き込みワード線１１よりＴＭＲ素子１３側に突き
出した状態に形成されている。すなわち、上記磁束集中
器５１のＴＭＲ素子１３側に突き出した状態に形成され
ている部分は、上記ＴＭＲ素子１３の側面に絶縁膜４６
を介して延長形成されている。この磁束集中器５１の側
壁部分の先端部５１ｓは、ＴＭＲ素子１３の記憶層３０
４とキャップ層（図示せず）との界面と同等の高さまで
形成することが可能であり、例えばトンネル絶縁膜３０
３と記憶層３０４との界面から記憶層３０４とキャップ
層３１３との界面までの高さとすることが好ましい。ま
た、磁束集中器５１の先端部５１ｓとＴＭＲ素子１３と
の距離ｘは、磁束集中器５１の先端部５１ｓに集中させ
た電流磁束が記憶層３０４に効率よく達する距離とする
必要があり、例えばその距離は２００ｎｍ以下とするこ
とが好ましい。
も、この書き込みワード線１１の両側面およびＴＭＲ１
３に対向する面とは反対側の面を囲むように、高透磁率
層からなる磁束集中器５１（５１a）が設けられてい
る。しかも書き込みワード線１１の側面に形成された上
記磁束集中器５１の少なくとも一方（図面では両方）
は、書き込みワード線１１よりＴＭＲ素子１３側に突き
出した状態に形成されている。すなわち、上記磁束集中
器５１のＴＭＲ素子１３側に突き出した状態に形成され
ている部分は、上記ＴＭＲ素子１３の側面に絶縁膜４６
を介して延長形成されている。この磁束集中器５１の側
壁部分の先端部５１ｓは、ＴＭＲ素子１３の記憶層３０
４とキャップ層（図示せず）との界面と同等の高さまで
形成することが可能であり、例えばトンネル絶縁膜３０
３と記憶層３０４との界面から記憶層３０４とキャップ
層３１３との界面までの高さとすることが好ましい。ま
た、磁束集中器５１の先端部５１ｓとＴＭＲ素子１３と
の距離ｘは、磁束集中器５１の先端部５１ｓに集中させ
た電流磁束が記憶層３０４に効率よく達する距離とする
必要があり、例えばその距離は２００ｎｍ以下とするこ
とが好ましい。
【００４７】また磁束集中器５１を構成する高透磁率材
料としては、例えば最大透磁率μmが１００以上の軟磁
性体を用いることができ、具体的には、一例としてニッ
ケル・鉄・コバルトを含む合金、鉄・アルミニウム（Ｆ
ｅＡｌ）合金、フェライト合金、等を用いることができ
る。
料としては、例えば最大透磁率μmが１００以上の軟磁
性体を用いることができ、具体的には、一例としてニッ
ケル・鉄・コバルトを含む合金、鉄・アルミニウム（Ｆ
ｅＡｌ）合金、フェライト合金、等を用いることができ
る。
【００４８】なお、図示したように、書き込みワード線
１１と磁束集中器５１の間に電気的絶縁層を設けない場
合、磁束集中器５１には電流損を防ぐため比抵抗率の高
い軟磁性膜を用いることが望ましい。また図示したよう
に、上記磁束集中器５１は書き込みワード線１１の両側
面に形成された部分は書き込みワード線１１よりＴＭＲ
素子１３側に突き出した状態に形成されているが、その
突き出した状態に形成される部分は書き込みワード線１
１の片方の側面に形成されているもののみでも良い。
１１と磁束集中器５１の間に電気的絶縁層を設けない場
合、磁束集中器５１には電流損を防ぐため比抵抗率の高
い軟磁性膜を用いることが望ましい。また図示したよう
に、上記磁束集中器５１は書き込みワード線１１の両側
面に形成された部分は書き込みワード線１１よりＴＭＲ
素子１３側に突き出した状態に形成されているが、その
突き出した状態に形成される部分は書き込みワード線１
１の片方の側面に形成されているもののみでも良い。
【００４９】次いで、上記基本構成を組み込んだ第１磁
気メモリ装置１の具体的構成例を、図１の（２）によっ
て説明する。
気メモリ装置１の具体的構成例を、図１の（２）によっ
て説明する。
【００５０】図１の（２）に示すように、半導体基板
（例えばｐ型半導体基板）２１の表面側にはｐ型ウエル
領域２２が形成されている。このｐ型ウエル領域２２に
は、トランジスタ形成領域を分離する素子分離領域２３
が、いわゆるＳＴＩ（ShallowTrench Isolation）で形
成されている。上記ｐ型ウエル領域２２上には、ゲート
絶縁膜２５を介してゲート電極（ワード線）２６が形成
され、ゲート電極２６の両側におけるｐ型ウエル領域２
２には拡散層領域（例えばＮ+ 拡散層領域）２７、２８
が形成され、選択用の電界効果型トランジスタ２４が構
成されている。
（例えばｐ型半導体基板）２１の表面側にはｐ型ウエル
領域２２が形成されている。このｐ型ウエル領域２２に
は、トランジスタ形成領域を分離する素子分離領域２３
が、いわゆるＳＴＩ（ShallowTrench Isolation）で形
成されている。上記ｐ型ウエル領域２２上には、ゲート
絶縁膜２５を介してゲート電極（ワード線）２６が形成
され、ゲート電極２６の両側におけるｐ型ウエル領域２
２には拡散層領域（例えばＮ+ 拡散層領域）２７、２８
が形成され、選択用の電界効果型トランジスタ２４が構
成されている。
【００５１】上記電界効果トランジスタ２４は読み出し
のためのスイッチング素子として機能する。これは、ｎ
型またはｐ型電界効果トランジスタの他に、ダイオー
ド、バイポーラトランジスタ等の各種スイッチング素子
を用いることも可能である。
のためのスイッチング素子として機能する。これは、ｎ
型またはｐ型電界効果トランジスタの他に、ダイオー
ド、バイポーラトランジスタ等の各種スイッチング素子
を用いることも可能である。
【００５２】上記電界効果型トランジスタ２４を覆う状
態に第１絶縁膜４１が形成されている。この第１絶縁膜
４１には上記拡散層領域２７、２８に接続するコンタク
ト（例えばタングステンプラグ）２９、３０が形成され
ている。さらに第１絶縁膜４１上にはコンタクト２９に
接続するセンス線１５、コンタクト３０に接続するセン
ス線第１ランディングパッド３１等が形成されている。
態に第１絶縁膜４１が形成されている。この第１絶縁膜
４１には上記拡散層領域２７、２８に接続するコンタク
ト（例えばタングステンプラグ）２９、３０が形成され
ている。さらに第１絶縁膜４１上にはコンタクト２９に
接続するセンス線１５、コンタクト３０に接続するセン
ス線第１ランディングパッド３１等が形成されている。
【００５３】上記第１絶縁膜４１上には、上記センス線
１５、第１ランディングパッド３１等を覆う第２絶縁膜
４２が形成されている。この第２絶縁膜４２には上記第
１ランディングパッド３１に接続するコンタクト（例え
ばタングステンプラグ）３２が形成されている。さらに
上記第２絶縁膜４２上には、コンタクト３２に接続する
第２ランディングパッド３３、第１配線の書き込みワー
ド線１１等が形成されている。
１５、第１ランディングパッド３１等を覆う第２絶縁膜
４２が形成されている。この第２絶縁膜４２には上記第
１ランディングパッド３１に接続するコンタクト（例え
ばタングステンプラグ）３２が形成されている。さらに
上記第２絶縁膜４２上には、コンタクト３２に接続する
第２ランディングパッド３３、第１配線の書き込みワー
ド線１１等が形成されている。
【００５４】上記書き込みワード線１１には、少なくと
も、書き込みワード線１１の両側面およびトンネル磁気
抵抗素子（以下ＴＭＲという）１３に対向する面とは反
対側の面を囲むように、前記図１の（１）によって説明
したのと同様な構成を有する磁束集中器５１が設けられ
ている。しかも書き込みワード線１１の側面に形成され
た上記磁束集中器５１の少なくとも一方（図面では両
方）は、書き込みワード線１１よりＴＭＲ素子１３側に
突き出した状態に形成されている。
も、書き込みワード線１１の両側面およびトンネル磁気
抵抗素子（以下ＴＭＲという）１３に対向する面とは反
対側の面を囲むように、前記図１の（１）によって説明
したのと同様な構成を有する磁束集中器５１が設けられ
ている。しかも書き込みワード線１１の側面に形成され
た上記磁束集中器５１の少なくとも一方（図面では両
方）は、書き込みワード線１１よりＴＭＲ素子１３側に
突き出した状態に形成されている。
【００５５】上記図１では、上記突き出した状態に形成
されている部分の磁束集中器５１は、上記ＴＭＲ素子１
３に対して絶縁膜４３、４４を介してＴＭＲ素子１３の
側面に延長形成されている。延長形成された磁束集中器
５１の側壁部分の先端部５１ｓは、例えばＴＭＲ素子１
３の記憶層３０４とほぼ同等の高さに形成される。ま
た、磁束集中器５１の先端部５１ｓとＴＭＲ素子１３と
の距離は、磁束集中器５１の先端部５１ｓに集中させた
電流磁束が記憶層３０４に効率よく達する距離とする必
要があり、例えば２００ｎｍ以下に形成されている。
されている部分の磁束集中器５１は、上記ＴＭＲ素子１
３に対して絶縁膜４３、４４を介してＴＭＲ素子１３の
側面に延長形成されている。延長形成された磁束集中器
５１の側壁部分の先端部５１ｓは、例えばＴＭＲ素子１
３の記憶層３０４とほぼ同等の高さに形成される。ま
た、磁束集中器５１の先端部５１ｓとＴＭＲ素子１３と
の距離は、磁束集中器５１の先端部５１ｓに集中させた
電流磁束が記憶層３０４に効率よく達する距離とする必
要があり、例えば２００ｎｍ以下に形成されている。
【００５６】また磁束集中器５１を構成する高透磁率材
料には、例えば最大透磁率μmが１００以上の軟磁性体
を用いることができ、具体的には、一例としてニッケル
・鉄・コバルトを含む合金、鉄・アルミニウム（ＦｅＡ
ｌ）合金もしくはフェライト合金を用いている。
料には、例えば最大透磁率μmが１００以上の軟磁性体
を用いることができ、具体的には、一例としてニッケル
・鉄・コバルトを含む合金、鉄・アルミニウム（ＦｅＡ
ｌ）合金もしくはフェライト合金を用いている。
【００５７】上記第２絶縁膜４２上には、上記書き込み
ワード線１１、磁束集中器５１、第２ランディングパッ
ド３３等を覆う第３絶縁膜４３が形成されている。この
第３絶縁膜４３には、上記第２ランディングパッド３３
に達する開口部４３ｈ形成されている。
ワード線１１、磁束集中器５１、第２ランディングパッ
ド３３等を覆う第３絶縁膜４３が形成されている。この
第３絶縁膜４３には、上記第２ランディングパッド３３
に達する開口部４３ｈ形成されている。
【００５８】さらに、上記第３絶縁膜４３上には、上記
書き込みワード線１１上方から上記開口部４３ｈにかけ
て反強磁性体層３０５が形成され、この反強磁性体層３
０５上でかつ上記書き込みワード線１１の上方には、ト
ンネル絶縁層３０３を挟んで強磁性体層からなる磁化固
定層３０２と磁化が比較的容易に回転する記憶層３０４
が形成され、さらにキャップ層３１３が形成されてい
る。この反強磁性体層３０５からキャップ層３１３によ
って情報記憶素子（以下、ＴＭＲ素子という）１３が構
成されている。このＴＭＲ素子１３については一例を後
に詳述する。なお、この図面では、上記バイパス線１６
は反強磁性体層３０５上に磁化固定層３０２を延長した
状態で構成されている。
書き込みワード線１１上方から上記開口部４３ｈにかけ
て反強磁性体層３０５が形成され、この反強磁性体層３
０５上でかつ上記書き込みワード線１１の上方には、ト
ンネル絶縁層３０３を挟んで強磁性体層からなる磁化固
定層３０２と磁化が比較的容易に回転する記憶層３０４
が形成され、さらにキャップ層３１３が形成されてい
る。この反強磁性体層３０５からキャップ層３１３によ
って情報記憶素子（以下、ＴＭＲ素子という）１３が構
成されている。このＴＭＲ素子１３については一例を後
に詳述する。なお、この図面では、上記バイパス線１６
は反強磁性体層３０５上に磁化固定層３０２を延長した
状態で構成されている。
【００５９】上記第３の絶縁膜４３上には上記バイパス
線１６、ＴＭＲ素子１３等を覆う第４の絶縁膜４４が形
成されている。この第４の絶縁膜４４は表面が平坦化さ
れ、上記ＴＭＲ素子１３の最上層のキャップ層３１３表
面が露出されている。上記第４の絶縁膜４４上には、上
記ＴＭＲ素子１３の上面に接続するものでかつ上記書き
込みワード線１１と上記ＴＭＲ素子１３を間にして立体
的に交差（例えば直交）する第２配線のビット線１２が
形成されている。
線１６、ＴＭＲ素子１３等を覆う第４の絶縁膜４４が形
成されている。この第４の絶縁膜４４は表面が平坦化さ
れ、上記ＴＭＲ素子１３の最上層のキャップ層３１３表
面が露出されている。上記第４の絶縁膜４４上には、上
記ＴＭＲ素子１３の上面に接続するものでかつ上記書き
込みワード線１１と上記ＴＭＲ素子１３を間にして立体
的に交差（例えば直交）する第２配線のビット線１２が
形成されている。
【００６０】次に、上記ＴＭＲ素子１３の一例を、図４
の概略構成斜視図によって説明する。図４に示すよう
に、上記反強磁性体層３０５上に、第１の磁化固定層３
０６と磁性層が反強磁性的に結合するような導電体層３
０７と第２の磁化固定層３０８とを順に積層してなる磁
化固定層３０２、トンネル絶縁層３０３、記憶層３０
４、さらにキャップ層３１３を順に積層して構成されて
いる。ここでは磁化固定層３０２を積層構造としたが、
強磁性体層の単層構造であってもよく、もしくは３層以
上の強磁性体層を、導電体層を挟んで積層させた構造で
あってもよい。また上記反強磁性体層３０５の下地に、
ＴＭＲ素子と直列に接続されるスイッチング素子との接
続に用いられる下地導電層（図示せず）を形成すること
も可能である。また、下地導電層を反強磁性体層３０５
によって兼ねることも可能である。
の概略構成斜視図によって説明する。図４に示すよう
に、上記反強磁性体層３０５上に、第１の磁化固定層３
０６と磁性層が反強磁性的に結合するような導電体層３
０７と第２の磁化固定層３０８とを順に積層してなる磁
化固定層３０２、トンネル絶縁層３０３、記憶層３０
４、さらにキャップ層３１３を順に積層して構成されて
いる。ここでは磁化固定層３０２を積層構造としたが、
強磁性体層の単層構造であってもよく、もしくは３層以
上の強磁性体層を、導電体層を挟んで積層させた構造で
あってもよい。また上記反強磁性体層３０５の下地に、
ＴＭＲ素子と直列に接続されるスイッチング素子との接
続に用いられる下地導電層（図示せず）を形成すること
も可能である。また、下地導電層を反強磁性体層３０５
によって兼ねることも可能である。
【００６１】上記記憶層３０４、上記第１の磁化固定層
３０６、３０８は、例えば、ニッケル、鉄もしくはコバ
ルト、またはニッケル、鉄およびコバルトのうちの少な
くとも２種からなる合金のような、強磁性体からなる。
３０６、３０８は、例えば、ニッケル、鉄もしくはコバ
ルト、またはニッケル、鉄およびコバルトのうちの少な
くとも２種からなる合金のような、強磁性体からなる。
【００６２】上記導電体層３０７は、例えば、ルテニウ
ム、銅、クロム、金、銀等で形成されている。
ム、銅、クロム、金、銀等で形成されている。
【００６３】上記第１の磁化固定層３０６は、反強磁性
体層３０５と接する状態に形成されていて、これらの層
間に働く交換相互作用によって、第１の磁化固定層３０
６は、強い一方向の磁気異方性を有している。
体層３０５と接する状態に形成されていて、これらの層
間に働く交換相互作用によって、第１の磁化固定層３０
６は、強い一方向の磁気異方性を有している。
【００６４】上記反強磁性体層３０５は、例えば、鉄・
マンガン合金、ニッケル・マンガン合金、白金マンガン
合金、イリジウム・マンガン合金、ロジウム・マンガン
合金、コバルト酸化物およびニッケル酸化物のうちの１
種を用いることができる。
マンガン合金、ニッケル・マンガン合金、白金マンガン
合金、イリジウム・マンガン合金、ロジウム・マンガン
合金、コバルト酸化物およびニッケル酸化物のうちの１
種を用いることができる。
【００６５】上記トンネル絶縁層３０３は、例えば、酸
化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化シリコン、窒
化アルミニウム、窒化マグネシウム、窒化シリコン、酸
化窒化アルミニウム、酸化窒化マグネシウムもしくは酸
化窒化シリコンからなる。
化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化シリコン、窒
化アルミニウム、窒化マグネシウム、窒化シリコン、酸
化窒化アルミニウム、酸化窒化マグネシウムもしくは酸
化窒化シリコンからなる。
【００６６】上記トンネル絶縁層３０３は、上記記憶層
３０４と上記磁化固定層３０２との磁気的結合を切ると
ともに、トンネル電流を流すための機能を有する。これ
らの磁性膜および導電体膜は、主に、スパッタリング法
によって形成される。トンネル絶縁層は、スパッタリン
グ法によって形成された金属膜を酸化、窒化もしくは酸
化窒化させることにより得ることができる。
３０４と上記磁化固定層３０２との磁気的結合を切ると
ともに、トンネル電流を流すための機能を有する。これ
らの磁性膜および導電体膜は、主に、スパッタリング法
によって形成される。トンネル絶縁層は、スパッタリン
グ法によって形成された金属膜を酸化、窒化もしくは酸
化窒化させることにより得ることができる。
【００６７】さらに最上層にはキャップ層３１３が形成
されている。このキャップ層３１３は、ＴＭＲ素子１３
と別のＴＭＲ素子１３とを接続する配線との相互拡散防
止、接触抵抗低減および記憶層３０４の酸化防止という
機能を有する。通常、銅、窒化タンタル、タンタル、窒
化チタン等の材料により形成されている。
されている。このキャップ層３１３は、ＴＭＲ素子１３
と別のＴＭＲ素子１３とを接続する配線との相互拡散防
止、接触抵抗低減および記憶層３０４の酸化防止という
機能を有する。通常、銅、窒化タンタル、タンタル、窒
化チタン等の材料により形成されている。
【００６８】次に上記磁気メモリ装置１の動作を説明す
る。上記ＴＭＲ素子１３では、磁気抵抗効果によるトン
ネル電流変化を検出して情報を読み出すが、その効果は
記憶層３０４と第１、第２の磁化固定層３０６、３０８
との相対磁化方向に依存する。
る。上記ＴＭＲ素子１３では、磁気抵抗効果によるトン
ネル電流変化を検出して情報を読み出すが、その効果は
記憶層３０４と第１、第２の磁化固定層３０６、３０８
との相対磁化方向に依存する。
【００６９】また上記ＴＭＲ素子１３では、ビット線１
２および書き込みワード線１１に電流を流し、その合成
磁界で記憶層３０４の磁化の方向を変えて「１」または
「０」を記録する。読み出しは磁気抵抗効果によるトン
ネル電流変化を検出して行う。記憶層３０４と磁化固定
層３０５の磁化方向が等しい場合を低抵抗(これを例え
ば「０」とする)とし、記憶層３０４と磁化固定層３０
５の磁化方向が反平行の場合を高抵抗(これを例えば
「１」とする)とする。
２および書き込みワード線１１に電流を流し、その合成
磁界で記憶層３０４の磁化の方向を変えて「１」または
「０」を記録する。読み出しは磁気抵抗効果によるトン
ネル電流変化を検出して行う。記憶層３０４と磁化固定
層３０５の磁化方向が等しい場合を低抵抗(これを例え
ば「０」とする)とし、記憶層３０４と磁化固定層３０
５の磁化方向が反平行の場合を高抵抗(これを例えば
「１」とする)とする。
【００７０】次に、上記構成の磁気メモリ装置１の書き
込みワード線１１が発する電流磁界の分布を調べたシミ
ュレーション結果を、図５によって説明する。図５で
は、書き込みワード線１１、ＴＭＲ素子１３および磁束
集中器５１を簡単化して示す。シミュレーションでは、
書き込みワード線１１の側面に形成された磁束集中器５
１の先端部５１ｓの厚さｔを０．２１μｍとし、上記書
き込みワード線１１の両側面に形成された先端部５１ｓ
の間隔ｄを０．５９μｍとした。また電流磁界を矢印で
示し、矢印の長さは電流磁界の強さを示し、矢印の方向
は電流磁界の方向を示す。
込みワード線１１が発する電流磁界の分布を調べたシミ
ュレーション結果を、図５によって説明する。図５で
は、書き込みワード線１１、ＴＭＲ素子１３および磁束
集中器５１を簡単化して示す。シミュレーションでは、
書き込みワード線１１の側面に形成された磁束集中器５
１の先端部５１ｓの厚さｔを０．２１μｍとし、上記書
き込みワード線１１の両側面に形成された先端部５１ｓ
の間隔ｄを０．５９μｍとした。また電流磁界を矢印で
示し、矢印の長さは電流磁界の強さを示し、矢印の方向
は電流磁界の方向を示す。
【００７１】図５の電流磁界の分布図に示すように、上
記磁気メモリ装置１は、書き込みワード線１１から発せ
られる電流磁界は磁束集中器５１に伝達され、その先端
部５１ｓより効率よくＴＭＲ素子１３の記憶層３０４
〔前記図１および図４参照〕に集中させることができ
る。
記磁気メモリ装置１は、書き込みワード線１１から発せ
られる電流磁界は磁束集中器５１に伝達され、その先端
部５１ｓより効率よくＴＭＲ素子１３の記憶層３０４
〔前記図１および図４参照〕に集中させることができ
る。
【００７２】次に、本発明の第１磁気メモリ装置に係る
第２実施の形態を、図６の概略構成断面図によって説明
する。本発明の第２実施の形態は、上記図１、図５によ
って説明した磁気メモリ装置１において、書き込みワー
ド線から発する電流磁界をさらに効率よく記憶層に集中
させることができるようにしたものである。なお、図面
では、書き込みワード線、ＴＭＲ素子および磁束集中器
の関係のみを示し、絶縁膜やその他の構成部品の図示は
省略した。また電流磁界を矢印で示し、矢印の長さは電
流磁界の強さを示し、矢印の方向は電流磁界の方向を示
す。
第２実施の形態を、図６の概略構成断面図によって説明
する。本発明の第２実施の形態は、上記図１、図５によ
って説明した磁気メモリ装置１において、書き込みワー
ド線から発する電流磁界をさらに効率よく記憶層に集中
させることができるようにしたものである。なお、図面
では、書き込みワード線、ＴＭＲ素子および磁束集中器
の関係のみを示し、絶縁膜やその他の構成部品の図示は
省略した。また電流磁界を矢印で示し、矢印の長さは電
流磁界の強さを示し、矢印の方向は電流磁界の方向を示
す。
【００７３】図６に示すように、磁気メモリ装置１（１
ｂ）は、以下の構成を有する。書き込みワード線１１が
形成され、この書き込みワード線１１上方にはこの書き
込みワード線１１と立体的に交差するビット線１２が形
成されている。また交差領域における書き込みワード線
１１の上方にはＴＭＲ素子１３が形成され、その上面は
ビット線１２に接続されている。上記書き込みワード線
１１の両側面およびＴＭＲ素子１３に対向する面とは反
対側の書き込みワード線１１の面には、高透磁率層から
なる磁束集中器５５が形成されている。しかも書き込み
ワード線１１の側面に形成された上記磁束集中器５５の
少なくとも一方は書き込みワード線１１よりＴＭＲ素子
１３側に突き出した状態に形成されている。さらに先端
部５５ｓを厚さ方向に拡張した張り出し部５５ａｔが設
けられている。ここでは、一例として張り出し部５５ａ
ｔを含めた先端部５５ｓの厚さｔｔは０．３２８μｍと
し、先端部５５ｓの内側に形成された張り出し部５５ａ
ｔ、５５ａｔの間隔ｄｔは０．４７２μｍとした。
ｂ）は、以下の構成を有する。書き込みワード線１１が
形成され、この書き込みワード線１１上方にはこの書き
込みワード線１１と立体的に交差するビット線１２が形
成されている。また交差領域における書き込みワード線
１１の上方にはＴＭＲ素子１３が形成され、その上面は
ビット線１２に接続されている。上記書き込みワード線
１１の両側面およびＴＭＲ素子１３に対向する面とは反
対側の書き込みワード線１１の面には、高透磁率層から
なる磁束集中器５５が形成されている。しかも書き込み
ワード線１１の側面に形成された上記磁束集中器５５の
少なくとも一方は書き込みワード線１１よりＴＭＲ素子
１３側に突き出した状態に形成されている。さらに先端
部５５ｓを厚さ方向に拡張した張り出し部５５ａｔが設
けられている。ここでは、一例として張り出し部５５ａ
ｔを含めた先端部５５ｓの厚さｔｔは０．３２８μｍと
し、先端部５５ｓの内側に形成された張り出し部５５ａ
ｔ、５５ａｔの間隔ｄｔは０．４７２μｍとした。
【００７４】また図６では先端部５５ｓの両側に張り出
し部５５ａｔを設けたが、一方側だけでもよい。さらに
図示したように、上記磁束集中器５５は書き込みワード
線１１の両側面に形成された部分は書き込みワード線１
１よりＴＭＲ素子１３側に突き出した状態に形成されて
いるが、その突き出した状態に形成される部分は書き込
みワード線１１の片方の側面に形成されているもののみ
でも良い。
し部５５ａｔを設けたが、一方側だけでもよい。さらに
図示したように、上記磁束集中器５５は書き込みワード
線１１の両側面に形成された部分は書き込みワード線１
１よりＴＭＲ素子１３側に突き出した状態に形成されて
いるが、その突き出した状態に形成される部分は書き込
みワード線１１の片方の側面に形成されているもののみ
でも良い。
【００７５】上記第２実施の形態に示した構成の磁束集
中器５５では、第１実施の形態で説明した磁束集中器５
１よりも電流磁束の漏れを減少させることができるた
め、書き込みワード線１１から発せられる電流磁束を第
１実施の形態の磁束集中器５１よりもさらに効率よくＴ
ＭＲ素子１３の記憶層３０４に集中させることができ
る。
中器５５では、第１実施の形態で説明した磁束集中器５
１よりも電流磁束の漏れを減少させることができるた
め、書き込みワード線１１から発せられる電流磁束を第
１実施の形態の磁束集中器５１よりもさらに効率よくＴ
ＭＲ素子１３の記憶層３０４に集中させることができ
る。
【００７６】次に、比較例１として、従来構造のＭＲＡ
Ｍセルにおける書き込みワード線およびその周囲構造の
断面を図７によって説明する。また同図７によって、書
き込みワード線およびその周囲の電流磁界の分布状態を
説明する。図７では、電流磁界を矢印で示し、矢印の長
さは電流磁界の強さを示し、矢印の方向は電流磁界の方
向を示す。
Ｍセルにおける書き込みワード線およびその周囲構造の
断面を図７によって説明する。また同図７によって、書
き込みワード線およびその周囲の電流磁界の分布状態を
説明する。図７では、電流磁界を矢印で示し、矢印の長
さは電流磁界の強さを示し、矢印の方向は電流磁界の方
向を示す。
【００７７】図７に示すように、書き込みワード線１１
上方には、この書き込みワード線１１に対して立体的に
直交するビット線１２が形成されている。この書き込み
ワード線１１とビット線１２との交差領域には、例えば
０．４μｍ×０．８μｍの大きさを有するＴＭＲ素子１
３が形成されている。このＴＭＲ素子１３は、書き込み
ワード線１１上に３００ｎｍの厚さの絶縁膜４７を介し
て形成され、その上面にはビット線１２に接続されてい
る。
上方には、この書き込みワード線１１に対して立体的に
直交するビット線１２が形成されている。この書き込み
ワード線１１とビット線１２との交差領域には、例えば
０．４μｍ×０．８μｍの大きさを有するＴＭＲ素子１
３が形成されている。このＴＭＲ素子１３は、書き込み
ワード線１１上に３００ｎｍの厚さの絶縁膜４７を介し
て形成され、その上面にはビット線１２に接続されてい
る。
【００７８】次に、上記書き込みワード線１１に電流を
流すことにより発生する電流磁界のシミュレーションを
行った。その結果、図７に示すように、書き込みワード
線１１、ＴＭＲ素子１３、ビット線１２のみ示す電流磁
界は書き込みワード線１１を取り巻くように分布する。
したがって、磁束集中器５１もしくは磁束集中器５５を
設けた実施の形態のように、書き込みワード線１１から
発せられる電流磁界をＴＭＲ素子１３に集中させること
ができない。また書き込みワード線１１の電流が誘起す
る電流磁界は、ＴＭＲ素子１３と書き込みワード線１１
との距離が大きくなるにしたがい急速に減少している。
流すことにより発生する電流磁界のシミュレーションを
行った。その結果、図７に示すように、書き込みワード
線１１、ＴＭＲ素子１３、ビット線１２のみ示す電流磁
界は書き込みワード線１１を取り巻くように分布する。
したがって、磁束集中器５１もしくは磁束集中器５５を
設けた実施の形態のように、書き込みワード線１１から
発せられる電流磁界をＴＭＲ素子１３に集中させること
ができない。また書き込みワード線１１の電流が誘起す
る電流磁界は、ＴＭＲ素子１３と書き込みワード線１１
との距離が大きくなるにしたがい急速に減少している。
【００７９】次に、比較例２として、米国特許第５９４
０３１９号明細書に記載されたのと同様の構成の書き込
みワード線およびその周囲構造の断面を、図８によって
説明する。また同図８によって、書き込みワード線およ
びその周囲の電流磁界の分布を説明する。図８では、電
流磁界を矢印で示し、矢印の長さは電流磁界の強さを示
し、矢印の方向は電流磁界の方向を示す。
０３１９号明細書に記載されたのと同様の構成の書き込
みワード線およびその周囲構造の断面を、図８によって
説明する。また同図８によって、書き込みワード線およ
びその周囲の電流磁界の分布を説明する。図８では、電
流磁界を矢印で示し、矢印の長さは電流磁界の強さを示
し、矢印の方向は電流磁界の方向を示す。
【００８０】図８に示すように、書き込みワード線１１
が形成され、この書き込みワード線１１上方にはこの書
き込みワード線１１と立体的に交差するビット線１２が
形成されている。また交差領域における書き込みワード
線１１の上方にはＴＭＲ素子１３が形成され、その上面
はビット線１２に接続されている。書き込みワード線１
１の周囲にはＴＭＲ素子１３側を除いて、軟磁性膜から
なる磁束集中器５７が形成されている。書き込みワード
線１１の側面に形成された磁束集中器５７の先端部５７
ｓは書き込みワード線１１のＴＭＲ素子１３側の面と同
等の高さに形成されている。すなわち、書き込みワード
線１１よりＴＭＲ素子１３側に突出した状態には形成さ
れていない。
が形成され、この書き込みワード線１１上方にはこの書
き込みワード線１１と立体的に交差するビット線１２が
形成されている。また交差領域における書き込みワード
線１１の上方にはＴＭＲ素子１３が形成され、その上面
はビット線１２に接続されている。書き込みワード線１
１の周囲にはＴＭＲ素子１３側を除いて、軟磁性膜から
なる磁束集中器５７が形成されている。書き込みワード
線１１の側面に形成された磁束集中器５７の先端部５７
ｓは書き込みワード線１１のＴＭＲ素子１３側の面と同
等の高さに形成されている。すなわち、書き込みワード
線１１よりＴＭＲ素子１３側に突出した状態には形成さ
れていない。
【００８１】次いで、上記構成において書き込みワード
線１１より発せられる電流磁界のシミュレーションを行
った。この比較例２におけるシミュレーションでは、書
き込みワード線１１の側面に形成された磁束集中器５７
の先端部５７ｓの各厚さｔは０．２１μｍとし、磁束集
中器５７の先端部５７ｓの間隔ｄは０．５９μｍとし
た。
線１１より発せられる電流磁界のシミュレーションを行
った。この比較例２におけるシミュレーションでは、書
き込みワード線１１の側面に形成された磁束集中器５７
の先端部５７ｓの各厚さｔは０．２１μｍとし、磁束集
中器５７の先端部５７ｓの間隔ｄは０．５９μｍとし
た。
【００８２】この結果、書き込みワード線１１より発せ
られた電流磁界は、磁束集中器５７によってその先端部
５７ｓに伝達され、書き込みワード線１１の側面に形成
された磁束集中器５７の先端部５７ｓ、５７ｓ間で最も
強くなる。しかしながら、磁束集中器５７の先端部５７
ｓとＴＭＲ素子１３との距離が開いているため、電流磁
束が十分ＴＭＲ素子１３に伝達されないことがわかっ
た。
られた電流磁界は、磁束集中器５７によってその先端部
５７ｓに伝達され、書き込みワード線１１の側面に形成
された磁束集中器５７の先端部５７ｓ、５７ｓ間で最も
強くなる。しかしながら、磁束集中器５７の先端部５７
ｓとＴＭＲ素子１３との距離が開いているため、電流磁
束が十分ＴＭＲ素子１３に伝達されないことがわかっ
た。
【００８３】次に、上記第１実施の形態、第２実施の形
態、比較例１、比較例２について、磁化方向に対して直
行する方向に配置した磁化を反転させるため必要なビッ
ト線電流の書き込みワード線電流依存性を、図９の磁化
容易軸方向の磁界を与える電流と磁化難易軸方向の磁界
を与える電流との関係図によって説明する。
態、比較例１、比較例２について、磁化方向に対して直
行する方向に配置した磁化を反転させるため必要なビッ
ト線電流の書き込みワード線電流依存性を、図９の磁化
容易軸方向の磁界を与える電流と磁化難易軸方向の磁界
を与える電流との関係図によって説明する。
【００８４】図９に示すように、磁化難易軸方向の磁界
を与える電流に対する磁化容易軸方向の磁界を与える電
流との関係は、第１実施の形態、第２実施の形態とも
に、比較例１、比較例２よりも、大きく改善しているこ
とが分かる。すはわち、第１実施の形態、第２実施の形
態ともに、比較例１、比較例２よりも、磁化難易軸方向
の磁界を与える電流の絶対値が大きくなるにしたがい磁
化容易軸方向の磁界を与える電流は小さくなっている。
を与える電流に対する磁化容易軸方向の磁界を与える電
流との関係は、第１実施の形態、第２実施の形態とも
に、比較例１、比較例２よりも、大きく改善しているこ
とが分かる。すはわち、第１実施の形態、第２実施の形
態ともに、比較例１、比較例２よりも、磁化難易軸方向
の磁界を与える電流の絶対値が大きくなるにしたがい磁
化容易軸方向の磁界を与える電流は小さくなっている。
【００８５】次に、本発明の第１磁気メモリ装置に係わ
る第３実施の形態を、図１０に示す概略構成断面図によ
って説明する。図１０では、第１磁気メモリ装置の第３
実施の形態に係わる要部を示し、書き込みワード線、Ｔ
ＭＲ素子、磁束集中器、一部絶縁膜以外の図示は省略し
た。また、前記第１磁気メモリ装置に係わる第１実施の
形態と同様の構成部品には同一符号を付与する。
る第３実施の形態を、図１０に示す概略構成断面図によ
って説明する。図１０では、第１磁気メモリ装置の第３
実施の形態に係わる要部を示し、書き込みワード線、Ｔ
ＭＲ素子、磁束集中器、一部絶縁膜以外の図示は省略し
た。また、前記第１磁気メモリ装置に係わる第１実施の
形態と同様の構成部品には同一符号を付与する。
【００８６】図１０に示すように、第３実施の形態の第
１磁気メモリ装置１（１ｃ）は、図１の（１）によって
説明した磁束集中器５１において、ＴＭＲ素子１３に対
向する側の書き込みワード線１１表面にも高透磁率層７
１が形成されているものである。すなわち、高透磁率層
７１を含めて磁束集中器５１（５１ｃ）が構成されてい
る。また第１実施の形態の第１磁気メモリ装置１ａと同
様に、書き込みワード線１１の側面に形成された高透磁
率層の少なくとも一方はＴＭＲ素子１３側の書き込みワ
ード線１１表面に形成されている高透磁率層よりＴＭＲ
素子１３側に突き出した状態に形成されている。すなわ
ち、この磁束集中器５１の側壁部分の先端部５１ｓは、
ＴＭＲ素子１３の側面と絶縁膜４６を介して、ＴＭＲ素
子１３の記憶層３０４とキャップ層３１３との界面と同
等の高さまで形成することが可能であり、例えばトンネ
ル絶縁膜３０３と記憶層３０４との界面から記憶層３０
４とキャップ層３１３との界面までの高さとすることが
好ましい。また、磁束集中器５１の先端部５１ｓとＴＭ
Ｒ素子１３との距離は、磁束集中器５１の先端部５１ｓ
に集中させた電流磁束が記憶層３０４に効率よく達する
距離とする必要があり、例えばその距離は２００ｎｍ以
下とすることが好ましい。この第３実施の形態の基本構
成は、前記第１磁気メモリ装置の第１実施の形態の基本
構成に代えて、前記図１の（２）によって説明した磁気
メモリ装置の構成に組み込むことができる。
１磁気メモリ装置１（１ｃ）は、図１の（１）によって
説明した磁束集中器５１において、ＴＭＲ素子１３に対
向する側の書き込みワード線１１表面にも高透磁率層７
１が形成されているものである。すなわち、高透磁率層
７１を含めて磁束集中器５１（５１ｃ）が構成されてい
る。また第１実施の形態の第１磁気メモリ装置１ａと同
様に、書き込みワード線１１の側面に形成された高透磁
率層の少なくとも一方はＴＭＲ素子１３側の書き込みワ
ード線１１表面に形成されている高透磁率層よりＴＭＲ
素子１３側に突き出した状態に形成されている。すなわ
ち、この磁束集中器５１の側壁部分の先端部５１ｓは、
ＴＭＲ素子１３の側面と絶縁膜４６を介して、ＴＭＲ素
子１３の記憶層３０４とキャップ層３１３との界面と同
等の高さまで形成することが可能であり、例えばトンネ
ル絶縁膜３０３と記憶層３０４との界面から記憶層３０
４とキャップ層３１３との界面までの高さとすることが
好ましい。また、磁束集中器５１の先端部５１ｓとＴＭ
Ｒ素子１３との距離は、磁束集中器５１の先端部５１ｓ
に集中させた電流磁束が記憶層３０４に効率よく達する
距離とする必要があり、例えばその距離は２００ｎｍ以
下とすることが好ましい。この第３実施の形態の基本構
成は、前記第１磁気メモリ装置の第１実施の形態の基本
構成に代えて、前記図１の（２）によって説明した磁気
メモリ装置の構成に組み込むことができる。
【００８７】次に、本発明の第１磁気メモリ装置に係わ
る第４実施の形態を、図１１に示す概略構成断面図によ
って説明する。図１１では、第１磁気メモリ装置に係わ
る第４実施の形態の要部を示し、書き込みワード線、Ｔ
ＭＲ素子、磁束集中器、一部絶縁膜以外の図示は省略し
た。また、前記第１磁気メモリ装置に係わる第１実施の
形態と同様の構成部品には同一符号を付与する。なお、
図面では、書き込みワード線、ＴＭＲ素子および磁束集
中器の関係のみを示し、絶縁膜の図示は省略した。
る第４実施の形態を、図１１に示す概略構成断面図によ
って説明する。図１１では、第１磁気メモリ装置に係わ
る第４実施の形態の要部を示し、書き込みワード線、Ｔ
ＭＲ素子、磁束集中器、一部絶縁膜以外の図示は省略し
た。また、前記第１磁気メモリ装置に係わる第１実施の
形態と同様の構成部品には同一符号を付与する。なお、
図面では、書き込みワード線、ＴＭＲ素子および磁束集
中器の関係のみを示し、絶縁膜の図示は省略した。
【００８８】図１１に示すように、第４実施の形態の第
１磁気メモリ装置１（１ｄ）は、前記図１の（１）によ
って説明した第１実施の形態の磁束集中器５１におい
て、書き込みワード線１１の底部側および側面側と高透
磁率層からなる磁束集中器５１（５１ｄ）との間に絶縁
膜６１が形成されているものである。この構成でも、書
き込みワード線１１の側面に形成された上記磁束集中器
５１の少なくとも一方（図面では両方）は、書き込みワ
ード線１１よりＴＭＲ素子１３側に突き出した状態に形
成されている。すなわち、この磁束集中器５１の側壁部
分の先端部５１ｓは、ＴＭＲ素子１３の側面と絶縁膜４
６を介して、ＴＭＲ素子１３の記憶層３０４とキャップ
層３１３との界面と同等の高さまで形成することが可能
であり、例えばトンネル絶縁膜３０３と記憶層３０４と
の界面から記憶層３０４とキャップ層３１３との界面ま
での高さとすることが好ましい。また、磁束集中器５１
の先端部５１ｓとＴＭＲ素子１３との距離は、磁束集中
器５１の先端部５１ｓに集中させた電流磁束が記憶層３
０４に効率よく達する距離とする必要があり、例えばそ
の距離は２００ｎｍ以下とすることが好ましい。この第
４実施の形態の基本構成は、前記第１磁気メモリ装置の
第１実施の形態の基本構成に代えて、前記図１の（２）
によって説明した磁気メモリ装置の構成に組み込むこと
ができる。
１磁気メモリ装置１（１ｄ）は、前記図１の（１）によ
って説明した第１実施の形態の磁束集中器５１におい
て、書き込みワード線１１の底部側および側面側と高透
磁率層からなる磁束集中器５１（５１ｄ）との間に絶縁
膜６１が形成されているものである。この構成でも、書
き込みワード線１１の側面に形成された上記磁束集中器
５１の少なくとも一方（図面では両方）は、書き込みワ
ード線１１よりＴＭＲ素子１３側に突き出した状態に形
成されている。すなわち、この磁束集中器５１の側壁部
分の先端部５１ｓは、ＴＭＲ素子１３の側面と絶縁膜４
６を介して、ＴＭＲ素子１３の記憶層３０４とキャップ
層３１３との界面と同等の高さまで形成することが可能
であり、例えばトンネル絶縁膜３０３と記憶層３０４と
の界面から記憶層３０４とキャップ層３１３との界面ま
での高さとすることが好ましい。また、磁束集中器５１
の先端部５１ｓとＴＭＲ素子１３との距離は、磁束集中
器５１の先端部５１ｓに集中させた電流磁束が記憶層３
０４に効率よく達する距離とする必要があり、例えばそ
の距離は２００ｎｍ以下とすることが好ましい。この第
４実施の形態の基本構成は、前記第１磁気メモリ装置の
第１実施の形態の基本構成に代えて、前記図１の（２）
によって説明した磁気メモリ装置の構成に組み込むこと
ができる。
【００８９】次に、本発明の第１磁気メモリ装置に係わ
る第５実施の形態を、図１２に示す概略構成断面図によ
って説明する。図１２では、第１磁気メモリ装置に係わ
る第５実施の形態の要部を示し、書き込みワード線、Ｔ
ＭＲ素子、磁束集中器、一部絶縁膜以外の図示は省略し
た。また、前記第１磁気メモリ装置に係わる第１実施の
形態と同様の構成部品には同一符号を付与する。
る第５実施の形態を、図１２に示す概略構成断面図によ
って説明する。図１２では、第１磁気メモリ装置に係わ
る第５実施の形態の要部を示し、書き込みワード線、Ｔ
ＭＲ素子、磁束集中器、一部絶縁膜以外の図示は省略し
た。また、前記第１磁気メモリ装置に係わる第１実施の
形態と同様の構成部品には同一符号を付与する。
【００９０】図１２に示すように、第５実施の形態の第
１磁気メモリ装置１（１ｅ）は、前記図１１によって説
明した磁束集中器５１ｃにおいて、書き込みワード線１
１の周囲に絶縁膜６２を形成し、その絶縁膜６２を介し
て高透磁率層からなる磁束集中器５１（５１ｄ）が形成
されているものである。この構成でも、書き込みワード
線１１の側面に形成された上記磁束集中器５１の少なく
とも一方（図面では両方）は、書き込みワード線１１上
に絶縁膜６２を介して形成されている高透磁率層７１よ
りＴＭＲ素子１３側に突き出した状態に形成されてい
る。すなわち、この磁束集中器５１の側壁部分の先端部
５１ｓは、ＴＭＲ素子１３の側面と絶縁膜４６を介し
て、ＴＭＲ素子１３の記憶層３０４とキャップ層３１３
との界面と同等の高さまで形成することが可能であり、
例えばトンネル絶縁膜３０３と記憶層３０４との界面か
ら記憶層３０４とキャップ層３１３との界面までの高さ
とすることが好ましい。また、磁束集中器５１の先端部
５１ｓとＴＭＲ素子１３との距離は、磁束集中器５１の
先端部５１ｓに集中させた電流磁束が記憶層３０４に効
率よく達する距離とする必要があり、例えばその距離は
２００ｎｍ以下とすることが好ましい。
１磁気メモリ装置１（１ｅ）は、前記図１１によって説
明した磁束集中器５１ｃにおいて、書き込みワード線１
１の周囲に絶縁膜６２を形成し、その絶縁膜６２を介し
て高透磁率層からなる磁束集中器５１（５１ｄ）が形成
されているものである。この構成でも、書き込みワード
線１１の側面に形成された上記磁束集中器５１の少なく
とも一方（図面では両方）は、書き込みワード線１１上
に絶縁膜６２を介して形成されている高透磁率層７１よ
りＴＭＲ素子１３側に突き出した状態に形成されてい
る。すなわち、この磁束集中器５１の側壁部分の先端部
５１ｓは、ＴＭＲ素子１３の側面と絶縁膜４６を介し
て、ＴＭＲ素子１３の記憶層３０４とキャップ層３１３
との界面と同等の高さまで形成することが可能であり、
例えばトンネル絶縁膜３０３と記憶層３０４との界面か
ら記憶層３０４とキャップ層３１３との界面までの高さ
とすることが好ましい。また、磁束集中器５１の先端部
５１ｓとＴＭＲ素子１３との距離は、磁束集中器５１の
先端部５１ｓに集中させた電流磁束が記憶層３０４に効
率よく達する距離とする必要があり、例えばその距離は
２００ｎｍ以下とすることが好ましい。
【００９１】言いかえれば、第５実施の形態の高透磁率
層からなる磁束集中器５１ｅは、前記図１１によって説
明した第４実施の形態の磁束集中器５１ｄにおいて、Ｔ
ＭＲ素子１３側の書き込みワード線１１表面に絶縁膜を
介して高透磁率層を形成したものである。すなわち、書
き込みワード線１１の周囲に絶縁膜６２を介して高透磁
率層からなる磁束集中器５１ｅが形成されているもので
ある。しかもこの構成でも、書き込みワード線１１の側
面に形成された上記磁束集中器５１の少なくとも一方
（図面では両方）は、書き込みワード線１１よりＴＭＲ
素子１３側に突き出した状態に形成されている。この第
５実施の形態の基本構成は、前記第１磁気メモリ装置の
第１実施の形態の基本構成に代えて、前記図１の（２）
によって説明した磁気メモリ装置の構成に組み込むこと
ができる。
層からなる磁束集中器５１ｅは、前記図１１によって説
明した第４実施の形態の磁束集中器５１ｄにおいて、Ｔ
ＭＲ素子１３側の書き込みワード線１１表面に絶縁膜を
介して高透磁率層を形成したものである。すなわち、書
き込みワード線１１の周囲に絶縁膜６２を介して高透磁
率層からなる磁束集中器５１ｅが形成されているもので
ある。しかもこの構成でも、書き込みワード線１１の側
面に形成された上記磁束集中器５１の少なくとも一方
（図面では両方）は、書き込みワード線１１よりＴＭＲ
素子１３側に突き出した状態に形成されている。この第
５実施の形態の基本構成は、前記第１磁気メモリ装置の
第１実施の形態の基本構成に代えて、前記図１の（２）
によって説明した磁気メモリ装置の構成に組み込むこと
ができる。
【００９２】上記第１磁気メモリ装置１（１ａ〜１ｅ）
では、書き込みワード線１１は、少なくとも、ＴＭＲ素
子１３に対向する面とは反対側の面および両側面が高透
磁率層からなる磁束集中器５１で囲まれ、書き込みワー
ド線１１の側面に形成された高透磁率層からなる磁束集
中器５１の少なくとも一方は、書き込みワード線１１よ
りＴＭＲ素子１３側に突き出した状態に形成されてい
て、実施の形態１の側壁部分の先端部５１ｓは記憶層３
０４の高さに形成されていることから、書き込みワード
線１１から発する電流磁界は、磁束集中器５１の先端部
５１ｓまで伝達され、先端部５１ｓ、５１ｓ間で最も強
くなる。したがって、電流磁界はＴＭＲ素子１３の記憶
層３０４に効率よく集中される。このため書き込みのた
めの電流値を下げることが可能になり、消費電流の低減
が図れるとともに書き込みワード線１１のエレクトロマ
イグレーションに対する寿命が高められる。また駆動電
流が少なくてすむことから電流駆動回路の面積を縮小す
ることができ、集積度を高められる。さらに漏れ磁界が
少なくなるため隣接セルとの干渉効果が低減される。
では、書き込みワード線１１は、少なくとも、ＴＭＲ素
子１３に対向する面とは反対側の面および両側面が高透
磁率層からなる磁束集中器５１で囲まれ、書き込みワー
ド線１１の側面に形成された高透磁率層からなる磁束集
中器５１の少なくとも一方は、書き込みワード線１１よ
りＴＭＲ素子１３側に突き出した状態に形成されてい
て、実施の形態１の側壁部分の先端部５１ｓは記憶層３
０４の高さに形成されていることから、書き込みワード
線１１から発する電流磁界は、磁束集中器５１の先端部
５１ｓまで伝達され、先端部５１ｓ、５１ｓ間で最も強
くなる。したがって、電流磁界はＴＭＲ素子１３の記憶
層３０４に効率よく集中される。このため書き込みのた
めの電流値を下げることが可能になり、消費電流の低減
が図れるとともに書き込みワード線１１のエレクトロマ
イグレーションに対する寿命が高められる。また駆動電
流が少なくてすむことから電流駆動回路の面積を縮小す
ることができ、集積度を高められる。さらに漏れ磁界が
少なくなるため隣接セルとの干渉効果が低減される。
【００９３】次に、本発明の第２磁気メモリ装置に係わ
る第１実施の形態を、図１３に示す概略構成断面図によ
って説明する。図１３では、第２磁気メモリ装置の第１
実施の形態に係わる要部を示し、スイッチング素子、書
き込みワード線、センス線等の図示は省略した。また、
前記第１磁気メモリ装置と同様の構成部品には同一符号
を付与する。
る第１実施の形態を、図１３に示す概略構成断面図によ
って説明する。図１３では、第２磁気メモリ装置の第１
実施の形態に係わる要部を示し、スイッチング素子、書
き込みワード線、センス線等の図示は省略した。また、
前記第１磁気メモリ装置と同様の構成部品には同一符号
を付与する。
【００９４】図１３に示すように、第２磁気メモリ装置
２（２ａ）の第１実施の形態は、キャップ層３１３を介
してＴＭＲ素子１３に接続されるビット線１２の両側面
およびこのビット線１２のＴＭＲ素子１３に対向する面
とは反対側の面に、高透磁率層からなる磁束集中器５２
（５２ａ）が形成されているものであり、ビット線１２
の側面に形成された高透磁率層からなる磁束集中器５２
の少なくとも一方（図面では両方）はビット線１２より
ＴＭＲ素子１３側に突き出した状態に形成されているも
のである。この磁束集中器５２の側壁部分はＴＭＲ素子
１３と絶縁膜６３を介して形成されている。
２（２ａ）の第１実施の形態は、キャップ層３１３を介
してＴＭＲ素子１３に接続されるビット線１２の両側面
およびこのビット線１２のＴＭＲ素子１３に対向する面
とは反対側の面に、高透磁率層からなる磁束集中器５２
（５２ａ）が形成されているものであり、ビット線１２
の側面に形成された高透磁率層からなる磁束集中器５２
の少なくとも一方（図面では両方）はビット線１２より
ＴＭＲ素子１３側に突き出した状態に形成されているも
のである。この磁束集中器５２の側壁部分はＴＭＲ素子
１３と絶縁膜６３を介して形成されている。
【００９５】磁束集中器５２の側壁部分の先端部５２ｓ
は、ＴＭＲ素子１３の記憶層３０４とトンネル絶縁膜３
０３との界面と同等の高さまで形成することが可能であ
り、例えばトンネル絶縁膜３０３と記憶層３０４との界
面から記憶層３０４とキャップ層３１３との界面までの
高さとすることが好ましい。また、磁束集中器５２の先
端部５２ｓとＴＭＲ素子１３との距離ｘは、磁束集中器
５２の先端部５２ｓに集中させた電流磁束が記憶層３０
４に効率よく達する距離とする必要があり、例えばその
距離は２００ｎｍ以下とすることが好ましい。
は、ＴＭＲ素子１３の記憶層３０４とトンネル絶縁膜３
０３との界面と同等の高さまで形成することが可能であ
り、例えばトンネル絶縁膜３０３と記憶層３０４との界
面から記憶層３０４とキャップ層３１３との界面までの
高さとすることが好ましい。また、磁束集中器５２の先
端部５２ｓとＴＭＲ素子１３との距離ｘは、磁束集中器
５２の先端部５２ｓに集中させた電流磁束が記憶層３０
４に効率よく達する距離とする必要があり、例えばその
距離は２００ｎｍ以下とすることが好ましい。
【００９６】また、上記磁束集中器５２を構成する高透
磁率材料としては、例えば最大透磁率μmが１００以上
の軟磁性体を用いることができ、具体的には、一例とし
てニッケル・鉄・コバルトを含む合金、鉄・アルミニウ
ム（ＦｅＡｌ）合金、フェライト合金、等を用いる。
磁率材料としては、例えば最大透磁率μmが１００以上
の軟磁性体を用いることができ、具体的には、一例とし
てニッケル・鉄・コバルトを含む合金、鉄・アルミニウ
ム（ＦｅＡｌ）合金、フェライト合金、等を用いる。
【００９７】この第２磁気メモリ装置２（２ａ）の他の
構成部品は、前記図１によって説明した構成と同様であ
る。なお、前記図１によって説明した磁束集中器５１
は、形成されていなくてもよいが、ＴＭＲ素子１３へ電
流磁界をより効果的に集中できることから磁束集中器５
１は形成されているほうが好ましい。この場合、磁束集
中器５１の先端部５１ｓと磁束集中器５２の先端部５２
ｓとは離間された状態に形成される必要がある。
構成部品は、前記図１によって説明した構成と同様であ
る。なお、前記図１によって説明した磁束集中器５１
は、形成されていなくてもよいが、ＴＭＲ素子１３へ電
流磁界をより効果的に集中できることから磁束集中器５
１は形成されているほうが好ましい。この場合、磁束集
中器５１の先端部５１ｓと磁束集中器５２の先端部５２
ｓとは離間された状態に形成される必要がある。
【００９８】次に、本発明の第２磁気メモリ装置に係わ
る第２実施の形態を、図１４に示す概略構成断面図によ
って説明する。図１４では、第２磁気メモリ装置の第２
実施の形態に係わる要部を示し、スイッチング素子、書
き込みワード線、センス線等の図示は省略した。また、
前記第１磁気メモリ装置と同様の構成部品には同一符号
を付与する。
る第２実施の形態を、図１４に示す概略構成断面図によ
って説明する。図１４では、第２磁気メモリ装置の第２
実施の形態に係わる要部を示し、スイッチング素子、書
き込みワード線、センス線等の図示は省略した。また、
前記第１磁気メモリ装置と同様の構成部品には同一符号
を付与する。
【００９９】図１４に示すように、第２磁気メモリ装置
２（２ｂ）の第２実施の形態は、図１３によって説明し
た磁束集中器５２ａにおいて、ＴＭＲ素子１３がキャッ
プ層３１３を介して接続される側のビット線１２表面に
も磁束集中器５２（５２ｂ）の側壁部分に接続される高
透磁率層７２が形成されているものである。すなわち、
キャップ層３１３とビット線１２とは高透磁率層７２を
介して接続されている。上記ビット線１２の側面に形成
された高透磁率層の少なくとも一方（図面では両方）は
上記高透磁率層７２よりＴＭＲ素子１３側に突き出した
状態に形成されている。この磁束集中器５２の側壁部分
はＴＭＲ素子１３と絶縁膜６３を介して形成されてい
る。その先端部５２ｓは、ＴＭＲ素子１３の記憶層３０
４とトンネル絶縁膜３０３との界面と同等の高さまで形
成することが可能であり、例えばトンネル絶縁膜３０３
と記憶層３０４との界面から記憶層３０４とキャップ層
３１３との界面までの高さとすることが好ましい。ま
た、磁束集中器５２の先端部５２ｓとＴＭＲ素子１３と
の距離は、磁束集中器５２の先端部５２ｓに集中させた
電流磁束が記憶層３０４に効率よく達する距離とする必
要があり、例えばその距離は２００ｎｍ以下とすること
が好ましい。またこの第２実施の形態における上記磁束
集中器５２を構成する高透磁率材料には、前記第１実施
の形態の磁束集中器５２と同様の材料を用いる。
２（２ｂ）の第２実施の形態は、図１３によって説明し
た磁束集中器５２ａにおいて、ＴＭＲ素子１３がキャッ
プ層３１３を介して接続される側のビット線１２表面に
も磁束集中器５２（５２ｂ）の側壁部分に接続される高
透磁率層７２が形成されているものである。すなわち、
キャップ層３１３とビット線１２とは高透磁率層７２を
介して接続されている。上記ビット線１２の側面に形成
された高透磁率層の少なくとも一方（図面では両方）は
上記高透磁率層７２よりＴＭＲ素子１３側に突き出した
状態に形成されている。この磁束集中器５２の側壁部分
はＴＭＲ素子１３と絶縁膜６３を介して形成されてい
る。その先端部５２ｓは、ＴＭＲ素子１３の記憶層３０
４とトンネル絶縁膜３０３との界面と同等の高さまで形
成することが可能であり、例えばトンネル絶縁膜３０３
と記憶層３０４との界面から記憶層３０４とキャップ層
３１３との界面までの高さとすることが好ましい。ま
た、磁束集中器５２の先端部５２ｓとＴＭＲ素子１３と
の距離は、磁束集中器５２の先端部５２ｓに集中させた
電流磁束が記憶層３０４に効率よく達する距離とする必
要があり、例えばその距離は２００ｎｍ以下とすること
が好ましい。またこの第２実施の形態における上記磁束
集中器５２を構成する高透磁率材料には、前記第１実施
の形態の磁束集中器５２と同様の材料を用いる。
【０１００】この第２磁気メモリ装置２ｂの他の構成部
品は、前記図１によって説明した構成と同様である。な
お、前記図１によって説明した磁束集中器５１は、形成
されていなくてもよいが、ＴＭＲ素子１３へ電流磁界を
より効果的に集中できることから磁束集中器５１は形成
されているほうが好ましい。この場合、磁束集中器５１
の先端部５１ｓと磁束集中器５２の先端部５２ｓとは離
間された状態に形成される必要がある。
品は、前記図１によって説明した構成と同様である。な
お、前記図１によって説明した磁束集中器５１は、形成
されていなくてもよいが、ＴＭＲ素子１３へ電流磁界を
より効果的に集中できることから磁束集中器５１は形成
されているほうが好ましい。この場合、磁束集中器５１
の先端部５１ｓと磁束集中器５２の先端部５２ｓとは離
間された状態に形成される必要がある。
【０１０１】次に、本発明の第２磁気メモリ装置に係わ
る第３実施の形態を、図１５に示す概略構成断面図によ
って説明する。図１５では、第２磁気メモリ装置の第３
実施の形態に係わる要部を示し、スイッチング素子、書
き込みワード線、センス線等の図示は省略した。また、
前記第１磁気メモリ装置と同様の構成部品には同一符号
を付与する。
る第３実施の形態を、図１５に示す概略構成断面図によ
って説明する。図１５では、第２磁気メモリ装置の第３
実施の形態に係わる要部を示し、スイッチング素子、書
き込みワード線、センス線等の図示は省略した。また、
前記第１磁気メモリ装置と同様の構成部品には同一符号
を付与する。
【０１０２】図１５に示すように、第２磁気メモリ装置
２（２ｃ）の第３実施の形態は、図１３によって説明し
た第１実施の形態の磁束集中器５２ａにおいて、ビット
線１２の上面（ＴＭＲ素子１３側とは反対側の面）およ
びビット線１２の側面と磁束集中器５２（５２ｃ）との
間に絶縁膜６４が形成されているものである。またこの
磁束集中器５２の側壁部分はキャップ層３１３を介して
ビット線１２を接続するＴＭＲ素子１３と絶縁膜６３を
介して形成されている。その先端部５２ｓは、ＴＭＲ素
子１３の記憶層３０４とトンネル絶縁膜３０３との界面
と同等の高さまで形成することが可能であり、例えばト
ンネル絶縁膜３０３と記憶層３０４との界面から記憶層
３０４とキャップ層３１３との界面までの高さとするこ
とが好ましい。また、磁束集中器５２の先端部５２ｓと
ＴＭＲ素子１３との距離は、磁束集中器５２の先端部５
２ｓに集中させた電流磁束が記憶層３０４に効率よく達
する距離とする必要があり、例えばその距離は２００ｎ
ｍ以下とすることが好ましい。また、この第３実施の形
態における上記磁束集中器５２を構成する高透磁率材料
には、前記第１実施の形態の磁束集中器５２と同様の材
料を用いる。
２（２ｃ）の第３実施の形態は、図１３によって説明し
た第１実施の形態の磁束集中器５２ａにおいて、ビット
線１２の上面（ＴＭＲ素子１３側とは反対側の面）およ
びビット線１２の側面と磁束集中器５２（５２ｃ）との
間に絶縁膜６４が形成されているものである。またこの
磁束集中器５２の側壁部分はキャップ層３１３を介して
ビット線１２を接続するＴＭＲ素子１３と絶縁膜６３を
介して形成されている。その先端部５２ｓは、ＴＭＲ素
子１３の記憶層３０４とトンネル絶縁膜３０３との界面
と同等の高さまで形成することが可能であり、例えばト
ンネル絶縁膜３０３と記憶層３０４との界面から記憶層
３０４とキャップ層３１３との界面までの高さとするこ
とが好ましい。また、磁束集中器５２の先端部５２ｓと
ＴＭＲ素子１３との距離は、磁束集中器５２の先端部５
２ｓに集中させた電流磁束が記憶層３０４に効率よく達
する距離とする必要があり、例えばその距離は２００ｎ
ｍ以下とすることが好ましい。また、この第３実施の形
態における上記磁束集中器５２を構成する高透磁率材料
には、前記第１実施の形態の磁束集中器５２と同様の材
料を用いる。
【０１０３】この第２磁気メモリ装置２ｃの他の構成部
品は、図１で説明したのと同様である。なお、前記図１
によって説明した磁束集中器５１は、形成されていなく
てもよいが、ＴＭＲ素子１３へ電流磁界をより効果的に
集中できることから磁束集中器５１は形成されているほ
うが好ましい。この場合、磁束集中器５１の先端部５１
ｓと磁束集中器５２の先端部５２ｓとは離間された状態
に形成される必要がある。また、図１５によって説明し
た第３実施の形態の構成においては、前記図１４によっ
て説明したような高透磁率層７２が形成されていてもよ
い。
品は、図１で説明したのと同様である。なお、前記図１
によって説明した磁束集中器５１は、形成されていなく
てもよいが、ＴＭＲ素子１３へ電流磁界をより効果的に
集中できることから磁束集中器５１は形成されているほ
うが好ましい。この場合、磁束集中器５１の先端部５１
ｓと磁束集中器５２の先端部５２ｓとは離間された状態
に形成される必要がある。また、図１５によって説明し
た第３実施の形態の構成においては、前記図１４によっ
て説明したような高透磁率層７２が形成されていてもよ
い。
【０１０４】上記第２磁気メモリ装置２（２ａ〜２ｃ）
では、ビット線１２は、少なくとも、ＴＭＲ素子１３に
対向する面とは反対側の面およびビット線１２の両側面
が高透磁率層からなる磁束集中器５２で囲まれ、ビット
線１２の側面に形成された高透磁率層からなる磁束集中
器５２の少なくとも一方はビット線１２よりＴＭＲ素子
１３側に突き出した状態に形成されていることから、ビ
ット線１２から発する電流磁界はＴＭＲ素子１３の記憶
層３０４に効率よく集中される。このため、書き込みの
ための電流値を下げることが可能になり、消費電流の低
減が図れるとともにビット線１２のエレクトロマイグレ
ーションに対する寿命が高められる。また駆動電流が少
なくてすむことから電流駆動回路の面積を縮小すること
ができ、集積度を高められる。さらに漏れ磁界が少なく
なるため隣接セルとの干渉効果が低減される。
では、ビット線１２は、少なくとも、ＴＭＲ素子１３に
対向する面とは反対側の面およびビット線１２の両側面
が高透磁率層からなる磁束集中器５２で囲まれ、ビット
線１２の側面に形成された高透磁率層からなる磁束集中
器５２の少なくとも一方はビット線１２よりＴＭＲ素子
１３側に突き出した状態に形成されていることから、ビ
ット線１２から発する電流磁界はＴＭＲ素子１３の記憶
層３０４に効率よく集中される。このため、書き込みの
ための電流値を下げることが可能になり、消費電流の低
減が図れるとともにビット線１２のエレクトロマイグレ
ーションに対する寿命が高められる。また駆動電流が少
なくてすむことから電流駆動回路の面積を縮小すること
ができ、集積度を高められる。さらに漏れ磁界が少なく
なるため隣接セルとの干渉効果が低減される。
【０１０５】次に、本発明の第３磁気メモリ装置に係わ
る一実施の形態を、図１６に示す概略構成断面図によっ
て説明する。図１６では、第３磁気メモリ装置の一実施
の形態に係わる要部を示し、スイッチング素子、センス
線、ビット線等の図示は省略した。また、前記第１磁気
メモリ装置と同様の構成部品には同一符号を付与する。
る一実施の形態を、図１６に示す概略構成断面図によっ
て説明する。図１６では、第３磁気メモリ装置の一実施
の形態に係わる要部を示し、スイッチング素子、センス
線、ビット線等の図示は省略した。また、前記第１磁気
メモリ装置と同様の構成部品には同一符号を付与する。
【０１０６】図１６に示すように、第３磁気メモリ装置
３は、書き込みワード線１１上に絶縁膜６５を介して高
透磁率層からなる磁束集中器５３が設けられていて、磁
束集中器５３上に絶縁膜６６を介してＴＭＲ素子１３が
設けられているものである。
３は、書き込みワード線１１上に絶縁膜６５を介して高
透磁率層からなる磁束集中器５３が設けられていて、磁
束集中器５３上に絶縁膜６６を介してＴＭＲ素子１３が
設けられているものである。
【０１０７】この磁束集中器５３の側壁部分はＴＭＲ素
子１３の側面方向に絶縁膜６６を介して延長形成されて
いて、その先端部５３ｓは、ＴＭＲ素子１３の記憶層３
０４とキャップ層３１３との界面と同等の高さまで形成
することが可能であり、例えばトンネル絶縁膜３０３と
記憶層３０４との界面から記憶層３０４とキャップ層３
１３との界面までの高さとすることが好ましい。また、
磁束集中器５３の先端部５３ｓとＴＭＲ素子１３との距
離ｘは、磁束集中器５３の先端部５３ｓに集中させた電
流磁束が記憶層３０４に効率よく達する距離とする必要
があり、例えばその距離は２００ｎｍ以下とすることが
好ましい。
子１３の側面方向に絶縁膜６６を介して延長形成されて
いて、その先端部５３ｓは、ＴＭＲ素子１３の記憶層３
０４とキャップ層３１３との界面と同等の高さまで形成
することが可能であり、例えばトンネル絶縁膜３０３と
記憶層３０４との界面から記憶層３０４とキャップ層３
１３との界面までの高さとすることが好ましい。また、
磁束集中器５３の先端部５３ｓとＴＭＲ素子１３との距
離ｘは、磁束集中器５３の先端部５３ｓに集中させた電
流磁束が記憶層３０４に効率よく達する距離とする必要
があり、例えばその距離は２００ｎｍ以下とすることが
好ましい。
【０１０８】また、上記磁束集中器５３を構成する高透
磁率材料としては、例えば最大透磁率μmが１００以上
の軟磁性体を用いることができ、具体的には、一例とし
てニッケル・鉄・コバルトを含む合金、鉄・アルミニウ
ム（ＦｅＡｌ）合金、フェライト合金、等を用いること
ができる。
磁率材料としては、例えば最大透磁率μmが１００以上
の軟磁性体を用いることができ、具体的には、一例とし
てニッケル・鉄・コバルトを含む合金、鉄・アルミニウ
ム（ＦｅＡｌ）合金、フェライト合金、等を用いること
ができる。
【０１０９】磁気メモリ装置３の他の構成部品は、前記
図１で説明したのと同様である。なお、前記図１によっ
て説明した磁束集中器５１は、形成されていなくてもよ
いが、ＴＭＲ素子１３へ電流磁界をより効果的に集中で
きることから磁束集中器５１は形成されているほうが好
ましい。この構成については後述する。また、上記図１
６によって説明した構成において、磁束集中器５３は書
き込みワード線１１の上面に接続する状態に形成されて
いてもよい。
図１で説明したのと同様である。なお、前記図１によっ
て説明した磁束集中器５１は、形成されていなくてもよ
いが、ＴＭＲ素子１３へ電流磁界をより効果的に集中で
きることから磁束集中器５１は形成されているほうが好
ましい。この構成については後述する。また、上記図１
６によって説明した構成において、磁束集中器５３は書
き込みワード線１１の上面に接続する状態に形成されて
いてもよい。
【０１１０】上記第３磁気メモリ装置３では、書き込み
ワード線１１とＴＭＲ素子１３との間およびＴＭＲ素子
１３の側面側に、絶縁膜６５を介して、高透磁率層から
なる磁束集中器５３が設けられていることから、書き込
みワード線１１から発する電流磁界はＴＭＲ素子１３の
側面下部側の磁束集中器５３によってＴＭＲ素子１３の
記憶層３０４に効率よく集中される。このため書き込み
のための電流値を下げることが可能になり、消費電流の
低減が図れるとともに書き込みワード線１１のエレクト
ロマイグレーションに対する寿命が高められる。また駆
動電流が少なくてすむことから電流駆動回路の面積を縮
小することができ、集積度を高められる。さらに漏れ磁
界が少なくなるため隣接セルとの干渉効果が低減され
る。
ワード線１１とＴＭＲ素子１３との間およびＴＭＲ素子
１３の側面側に、絶縁膜６５を介して、高透磁率層から
なる磁束集中器５３が設けられていることから、書き込
みワード線１１から発する電流磁界はＴＭＲ素子１３の
側面下部側の磁束集中器５３によってＴＭＲ素子１３の
記憶層３０４に効率よく集中される。このため書き込み
のための電流値を下げることが可能になり、消費電流の
低減が図れるとともに書き込みワード線１１のエレクト
ロマイグレーションに対する寿命が高められる。また駆
動電流が少なくてすむことから電流駆動回路の面積を縮
小することができ、集積度を高められる。さらに漏れ磁
界が少なくなるため隣接セルとの干渉効果が低減され
る。
【０１１１】次に、本発明の第４磁気メモリ装置に係わ
る第１実施の形態を、図１７に示す概略構成断面図によ
って説明する。図１７では、第４磁気メモリ装置の第１
実施の形態に係わる要部を示し、書き込みワード線、Ｔ
ＭＲ素子、磁束集中器、一部絶縁膜以外の図示は省略し
た。また、前記第１磁気メモリ装置と同様の構成部品に
は同一符号を付与する。
る第１実施の形態を、図１７に示す概略構成断面図によ
って説明する。図１７では、第４磁気メモリ装置の第１
実施の形態に係わる要部を示し、書き込みワード線、Ｔ
ＭＲ素子、磁束集中器、一部絶縁膜以外の図示は省略し
た。また、前記第１磁気メモリ装置と同様の構成部品に
は同一符号を付与する。
【０１１２】第１実施の形態の第４磁気メモリ装置４
（４ａ）の基本構成は、前記図８と前記図１６によって
説明した構成を組み合わせたものである。すなわち、図
１７に示すように、第１実施の形態第４磁気メモリ装置
４（４ａ）は、書き込みワード線１１に、少なくとも、
この書き込みワード線１１の両側面およびこの書き込み
ワード線１１上に絶縁膜６５、６６を介して形成される
ＴＭＲ素子１３に対向する面とは反対側の面を囲むよう
に、高透磁率層からなる磁束集中器（第１磁束集中器）
５７が設けられている。この磁束集中器５７の側壁部分
（書き込みワード線１１の側壁に形成された部分）は、
書き込みワード線１１上面（ＴＭＲ素子１３側の面）と
同等の高さに形成されている。
（４ａ）の基本構成は、前記図８と前記図１６によって
説明した構成を組み合わせたものである。すなわち、図
１７に示すように、第１実施の形態第４磁気メモリ装置
４（４ａ）は、書き込みワード線１１に、少なくとも、
この書き込みワード線１１の両側面およびこの書き込み
ワード線１１上に絶縁膜６５、６６を介して形成される
ＴＭＲ素子１３に対向する面とは反対側の面を囲むよう
に、高透磁率層からなる磁束集中器（第１磁束集中器）
５７が設けられている。この磁束集中器５７の側壁部分
（書き込みワード線１１の側壁に形成された部分）は、
書き込みワード線１１上面（ＴＭＲ素子１３側の面）と
同等の高さに形成されている。
【０１１３】さらに、前記図１６によって説明したのと
同様の磁束集中器（第２磁束集中器）５３が書き込みワ
ード線１１とＴＭＲ素子１３との間に設けられている。
上記磁束集中器５３の両側壁部分はＴＭＲ素子１３の側
壁近傍に絶縁膜６６を介して延長形成されていて、その
先端部５３ｓは、ＴＭＲ素子１３の記憶層３０４とキャ
ップ層３１３との界面と同等の高さまで形成することが
可能であり、例えばトンネル絶縁膜３０３と記憶層３０
４との界面から記憶層３０４とキャップ層３１３との界
面までの高さとすることが好ましい。また、磁束集中器
５３の先端部５３ｓとＴＭＲ素子１３との距離ｘは、磁
束集中器５３の先端部５３ｓに集中させた電流磁束が記
憶層３０４に効率よく達する距離とする必要があり、例
えばその距離は２００ｎｍ以下とすることが好ましい。
同様の磁束集中器（第２磁束集中器）５３が書き込みワ
ード線１１とＴＭＲ素子１３との間に設けられている。
上記磁束集中器５３の両側壁部分はＴＭＲ素子１３の側
壁近傍に絶縁膜６６を介して延長形成されていて、その
先端部５３ｓは、ＴＭＲ素子１３の記憶層３０４とキャ
ップ層３１３との界面と同等の高さまで形成することが
可能であり、例えばトンネル絶縁膜３０３と記憶層３０
４との界面から記憶層３０４とキャップ層３１３との界
面までの高さとすることが好ましい。また、磁束集中器
５３の先端部５３ｓとＴＭＲ素子１３との距離ｘは、磁
束集中器５３の先端部５３ｓに集中させた電流磁束が記
憶層３０４に効率よく達する距離とする必要があり、例
えばその距離は２００ｎｍ以下とすることが好ましい。
【０１１４】また、上記磁束集中器５３、５７を構成す
る高透磁率材料としては、例えば最大透磁率μmが１０
０以上の軟磁性体を用いることができ、具体的には、一
例としてニッケル・鉄・コバルトを含む合金、鉄・アル
ミニウム（ＦｅＡｌ）合金、フェライト合金、等を用い
ることができる。
る高透磁率材料としては、例えば最大透磁率μmが１０
０以上の軟磁性体を用いることができ、具体的には、一
例としてニッケル・鉄・コバルトを含む合金、鉄・アル
ミニウム（ＦｅＡｌ）合金、フェライト合金、等を用い
ることができる。
【０１１５】次に、本発明の第４磁気メモリ装置に係わ
る第２実施の形態を、図１８に示す概略構成断面図によ
って説明する。図１８では、第４磁気メモリ装置の第２
実施の形態に係わる要部を示し、書き込みワード線、Ｔ
ＭＲ素子、磁束集中器、一部絶縁膜以外の図示は省略し
た。また、前記第１磁気メモリ装置と同様の構成部品に
は同一符号を付与する。
る第２実施の形態を、図１８に示す概略構成断面図によ
って説明する。図１８では、第４磁気メモリ装置の第２
実施の形態に係わる要部を示し、書き込みワード線、Ｔ
ＭＲ素子、磁束集中器、一部絶縁膜以外の図示は省略し
た。また、前記第１磁気メモリ装置と同様の構成部品に
は同一符号を付与する。
【０１１６】図１８に示すように、第２実施の形態の磁
気メモリ装置４（４ｂ）は、前記図１７によって説明し
た磁気メモリ装置４ａにおいて、磁束集中器（第１磁束
集中器）５７と書き込みワード線１１との間に絶縁膜６
１を設けたものであり、その他の構成は、前記図１７に
よって説明した構成と同様である。
気メモリ装置４（４ｂ）は、前記図１７によって説明し
た磁気メモリ装置４ａにおいて、磁束集中器（第１磁束
集中器）５７と書き込みワード線１１との間に絶縁膜６
１を設けたものであり、その他の構成は、前記図１７に
よって説明した構成と同様である。
【０１１７】次に、本発明の第４磁気メモリ装置に係わ
る第３実施の形態を、図１９に示す概略構成断面図によ
って説明する。図１９では、第４磁気メモリ装置の第３
実施の形態に係わる要部を示し、書き込みワード線、Ｔ
ＭＲ素子、磁束集中器、一部絶縁膜以外の図示は省略し
た。また、前記第１磁気メモリ装置と同様の構成部品に
は同一符号を付与する。
る第３実施の形態を、図１９に示す概略構成断面図によ
って説明する。図１９では、第４磁気メモリ装置の第３
実施の形態に係わる要部を示し、書き込みワード線、Ｔ
ＭＲ素子、磁束集中器、一部絶縁膜以外の図示は省略し
た。また、前記第１磁気メモリ装置と同様の構成部品に
は同一符号を付与する。
【０１１８】図１９に示すように、第３実施の形態の磁
気メモリ装置４（４ｃ）は、書き込みワード線１１の底
部側および両側面に前記図１の（１）によって説明した
磁束集中器（第１磁束集中器）５１を備え、さらに書き
込みワード線１１とＴＭＲ素子１３との間に前記図１６
によって説明した磁束集中器（第２磁束集中器）５３を
備えたものである。上記磁束集中器５１の側壁部分の先
端部５１ｓと上記磁束集中器５３とは、絶縁膜６５を介
して離間された状態に形成されている。なお、図示はし
ないが、上記磁束集中器５１の側壁部分の先端部５１ｓ
と上記磁束集中器５３とが接続されていてもよい。
気メモリ装置４（４ｃ）は、書き込みワード線１１の底
部側および両側面に前記図１の（１）によって説明した
磁束集中器（第１磁束集中器）５１を備え、さらに書き
込みワード線１１とＴＭＲ素子１３との間に前記図１６
によって説明した磁束集中器（第２磁束集中器）５３を
備えたものである。上記磁束集中器５１の側壁部分の先
端部５１ｓと上記磁束集中器５３とは、絶縁膜６５を介
して離間された状態に形成されている。なお、図示はし
ないが、上記磁束集中器５１の側壁部分の先端部５１ｓ
と上記磁束集中器５３とが接続されていてもよい。
【０１１９】次に、本発明の第４磁気メモリ装置に係わ
る第４実施の形態を、図２０に示す概略構成断面図によ
って説明する。図２０では、第４磁気メモリ装置の第４
実施の形態に係わる要部を示し、書き込みワード線、Ｔ
ＭＲ素子、磁束集中器、一部絶縁膜以外の図示は省略し
た。また、前記第１磁気メモリ装置と同様の構成部品に
は同一符号を付与する。
る第４実施の形態を、図２０に示す概略構成断面図によ
って説明する。図２０では、第４磁気メモリ装置の第４
実施の形態に係わる要部を示し、書き込みワード線、Ｔ
ＭＲ素子、磁束集中器、一部絶縁膜以外の図示は省略し
た。また、前記第１磁気メモリ装置と同様の構成部品に
は同一符号を付与する。
【０１２０】図２０に示すように、第４実施の形態の磁
気メモリ装置４（４ｄ）は、書き込みワード線１１の底
部側および両側面に絶縁膜６１を介して前記図１１によ
って説明した磁束集中器（第１磁束集中器）５１を備
え、さらに書き込みワード線１１とＴＭＲ素子１３との
間に前記図１６によって説明した磁束集中器（第２磁束
集中器）５３を備えたものである。上記磁束集中器５１
の側壁部分の先端部５１ｓと上記磁束集中器５３とは、
絶縁膜６５を介して離間された状態に形成されている。
なお、図示はしないが、上記磁束集中器５１の側壁部分
の先端部５１ｓと上記磁束集中器５３とが接続されてい
てもよい。
気メモリ装置４（４ｄ）は、書き込みワード線１１の底
部側および両側面に絶縁膜６１を介して前記図１１によ
って説明した磁束集中器（第１磁束集中器）５１を備
え、さらに書き込みワード線１１とＴＭＲ素子１３との
間に前記図１６によって説明した磁束集中器（第２磁束
集中器）５３を備えたものである。上記磁束集中器５１
の側壁部分の先端部５１ｓと上記磁束集中器５３とは、
絶縁膜６５を介して離間された状態に形成されている。
なお、図示はしないが、上記磁束集中器５１の側壁部分
の先端部５１ｓと上記磁束集中器５３とが接続されてい
てもよい。
【０１２１】上記第４磁気メモリ装置の第１実施の形態
〜第４実施の形態は、例えば前記図１の（２）によって
説明した磁気メモリ装置において、磁束集中器５１に代
えて適用することができる。
〜第４実施の形態は、例えば前記図１の（２）によって
説明した磁気メモリ装置において、磁束集中器５１に代
えて適用することができる。
【０１２２】上記第４磁気メモリ装置４（４ａ〜４ｄ）
では、書き込みワード線１１には、少なくとも、書き込
みワード線１１の両側面およびＴＭＲ素子１３に対向す
る面とは反対側の面に高透磁率層からなる磁束集中器
（第１磁束集中器）５１もしくは磁束集中器（第１磁束
集中器）５７が設けられ、書き込みワード線１１とＴＭ
Ｒ素子１３との間およびＴＭＲ素子１３の側面側に絶縁
膜６６を介して高透磁率層からなる磁束集中器（第２磁
束集中器）５３が設けられていて、その先端部５３ｓが
記憶層３０４の高さに形成されていることから、書き込
みワード線１１から発する電流磁界は磁束集中器５１も
しくは磁束集中器５７から磁束集中器５３に伝達されて
ＴＭＲ素子１３の記憶層３０４に効率よく集中される。
このため書き込みのための電流値を下げることが可能に
なり、消費電流の低減が図れるとともに書き込みワード
線１１のエレクトロマイグレーションに対する寿命が高
められる。また駆動電流が少なくてすむことから電流駆
動回路の面積を縮小することができ、集積度を高められ
る。さらに漏れ磁界が少なくなるため隣接セルとの干渉
効果が低減される。
では、書き込みワード線１１には、少なくとも、書き込
みワード線１１の両側面およびＴＭＲ素子１３に対向す
る面とは反対側の面に高透磁率層からなる磁束集中器
（第１磁束集中器）５１もしくは磁束集中器（第１磁束
集中器）５７が設けられ、書き込みワード線１１とＴＭ
Ｒ素子１３との間およびＴＭＲ素子１３の側面側に絶縁
膜６６を介して高透磁率層からなる磁束集中器（第２磁
束集中器）５３が設けられていて、その先端部５３ｓが
記憶層３０４の高さに形成されていることから、書き込
みワード線１１から発する電流磁界は磁束集中器５１も
しくは磁束集中器５７から磁束集中器５３に伝達されて
ＴＭＲ素子１３の記憶層３０４に効率よく集中される。
このため書き込みのための電流値を下げることが可能に
なり、消費電流の低減が図れるとともに書き込みワード
線１１のエレクトロマイグレーションに対する寿命が高
められる。また駆動電流が少なくてすむことから電流駆
動回路の面積を縮小することができ、集積度を高められ
る。さらに漏れ磁界が少なくなるため隣接セルとの干渉
効果が低減される。
【０１２３】次に、本発明の第５磁気メモリ装置を説明
する前に、一般的なクロスポイント型のＭＲＡＭ（Magn
etic Random Access Memory）を、図２１の主要部を簡
略化して示した概略構成斜視図によって説明する。
する前に、一般的なクロスポイント型のＭＲＡＭ（Magn
etic Random Access Memory）を、図２１の主要部を簡
略化して示した概略構成斜視図によって説明する。
【０１２４】図２１に示すように、９個のメモリセルを
含み、相互に交差する書き込みワード線１１（１１１、
１１２、１１３）およびビット線１２（１２１、１２
２、１２３）を有する。それらの書き込みワード線１１
とビット線１２の交差領域には、書き込みワード線１１
に接続するスイッチング素子１４（１４１〜１４９）と
このスイッチング素子１４に接続するとともにビット線
１２に接続するトンネル磁気抵抗（ＴＭＲ）素子１３
（１３１〜１３９）が配置されている。上記ＴＭＲ素子
１３は、トンネル絶縁膜を強磁性体で挟んだ基本構成を
有するものからなる。また、上記スイッチング素子１４
は、例えばＰＮ接合素子からなる。
含み、相互に交差する書き込みワード線１１（１１１、
１１２、１１３）およびビット線１２（１２１、１２
２、１２３）を有する。それらの書き込みワード線１１
とビット線１２の交差領域には、書き込みワード線１１
に接続するスイッチング素子１４（１４１〜１４９）と
このスイッチング素子１４に接続するとともにビット線
１２に接続するトンネル磁気抵抗（ＴＭＲ）素子１３
（１３１〜１３９）が配置されている。上記ＴＭＲ素子
１３は、トンネル絶縁膜を強磁性体で挟んだ基本構成を
有するものからなる。また、上記スイッチング素子１４
は、例えばＰＮ接合素子からなる。
【０１２５】ＴＭＲ素子１３への書き込みは、ビット線
１２および書き込みワード線１１に電流を流し、それか
ら発生する合成磁界によってビット線１２と書き込みワ
ード線１１との交差領域に形成されたＴＭＲ素子１３の
記憶層３０４（詳細は図５参照）の磁化方向を磁化固定
層３０２（詳細は図５参照）に対して平行または反平行
にして行う。
１２および書き込みワード線１１に電流を流し、それか
ら発生する合成磁界によってビット線１２と書き込みワ
ード線１１との交差領域に形成されたＴＭＲ素子１３の
記憶層３０４（詳細は図５参照）の磁化方向を磁化固定
層３０２（詳細は図５参照）に対して平行または反平行
にして行う。
【０１２６】次に、本発明の第５磁気メモリ装置に係る
第１実施の形態を、図２２の（１）の概略構成断面図お
よび（２）の概略構成斜視図によって説明する。本発明
の第１実施の形態は、上記図２１によって説明した磁気
メモリ装置において、書き込みワード線から発する電流
磁界を効率よく記憶層に集中させることができるように
したものである。図２２では、本発明の主要部である書
き込みワード線、スイッチング素子、ＴＭＲ素子、ビッ
ト線および一部の絶縁膜を示し、その他の構成部品の図
示は省略した。なお、図２２の（１）および（２）図は
構成の概略を示す図であり、各構成部品の縮尺は一致さ
せてはいない。
第１実施の形態を、図２２の（１）の概略構成断面図お
よび（２）の概略構成斜視図によって説明する。本発明
の第１実施の形態は、上記図２１によって説明した磁気
メモリ装置において、書き込みワード線から発する電流
磁界を効率よく記憶層に集中させることができるように
したものである。図２２では、本発明の主要部である書
き込みワード線、スイッチング素子、ＴＭＲ素子、ビッ
ト線および一部の絶縁膜を示し、その他の構成部品の図
示は省略した。なお、図２２の（１）および（２）図は
構成の概略を示す図であり、各構成部品の縮尺は一致さ
せてはいない。
【０１２７】すなわち、その基本構成は、図２２に示す
ように、第５磁気メモリ装置５（５ａ）は、書き込みワ
ード線１１とビット線１２とが立体的に交差（ここでは
直交）する状態に形成されている。この書き込みワード
線１１とビット線１２との交差領域における書き込みワ
ード線１１上には、スイッチング素子１４を介して上記
ビット線１２に接続するＴＭＲ素子１３が形成されてい
る。このスイッチング素子１４には、例えばｐｎ接合が
用いられる。ＴＭＲ素子１３とビット線１２とは、ＴＭ
Ｒ素子の最上層に形成されるキャップ層３１３によって
接続されている。
ように、第５磁気メモリ装置５（５ａ）は、書き込みワ
ード線１１とビット線１２とが立体的に交差（ここでは
直交）する状態に形成されている。この書き込みワード
線１１とビット線１２との交差領域における書き込みワ
ード線１１上には、スイッチング素子１４を介して上記
ビット線１２に接続するＴＭＲ素子１３が形成されてい
る。このスイッチング素子１４には、例えばｐｎ接合が
用いられる。ＴＭＲ素子１３とビット線１２とは、ＴＭ
Ｒ素子の最上層に形成されるキャップ層３１３によって
接続されている。
【０１２８】さらに書き込みワード線１１には、少なく
とも、この書き込みワード線１１の両側面およびこの書
き込みワード線１１上に絶縁膜４６を介して形成される
ＴＭＲ素子１３に対向する面とは反対側の面を囲むよう
に、高透磁率層からなる磁束集中器５１が設けられてい
る。しかも書き込みワード線１１の側面に形成された上
記磁束集中器５１の少なくとも一方（この図面では両
方）は書き込みワード線１１よりＴＭＲ素子１３側方に
突き出した状態に形成されている。
とも、この書き込みワード線１１の両側面およびこの書
き込みワード線１１上に絶縁膜４６を介して形成される
ＴＭＲ素子１３に対向する面とは反対側の面を囲むよう
に、高透磁率層からなる磁束集中器５１が設けられてい
る。しかも書き込みワード線１１の側面に形成された上
記磁束集中器５１の少なくとも一方（この図面では両
方）は書き込みワード線１１よりＴＭＲ素子１３側方に
突き出した状態に形成されている。
【０１２９】すなわち、上記磁束集中器５１のＴＭＲ素
子１３側に突き出した状態に形成されている部分は、上
記ＴＭＲ素子１３に対し、絶縁膜４６を介してＴＭＲ素
子１３の側面近傍に延長形成されている。磁束集中器５
１の側壁部分の先端部５１ｓは、ＴＭＲ素子１３の記憶
層３０４とキャップ層３１３との界面と同等の高さまで
形成することが可能であり、例えばトンネル絶縁膜３０
３と記憶層３０４との界面から記憶層３０４とキャップ
層３１３との界面までの高さとすることが好ましい。ま
た、磁束集中器５１の先端部５１ｓとＴＭＲ素子１３と
の距離は、磁束集中器５１の先端部５１ｓに集中させた
電流磁束が記憶層３０４に効率よく達する距離とする必
要があり、例えばその距離は２００ｎｍ以下とすること
が好ましい。
子１３側に突き出した状態に形成されている部分は、上
記ＴＭＲ素子１３に対し、絶縁膜４６を介してＴＭＲ素
子１３の側面近傍に延長形成されている。磁束集中器５
１の側壁部分の先端部５１ｓは、ＴＭＲ素子１３の記憶
層３０４とキャップ層３１３との界面と同等の高さまで
形成することが可能であり、例えばトンネル絶縁膜３０
３と記憶層３０４との界面から記憶層３０４とキャップ
層３１３との界面までの高さとすることが好ましい。ま
た、磁束集中器５１の先端部５１ｓとＴＭＲ素子１３と
の距離は、磁束集中器５１の先端部５１ｓに集中させた
電流磁束が記憶層３０４に効率よく達する距離とする必
要があり、例えばその距離は２００ｎｍ以下とすること
が好ましい。
【０１３０】また磁束集中器５１を構成する高透磁率材
料としては、例えば最大透磁率μmが１００以上の軟磁
性体を用いることができ、具体的には、一例としてニッ
ケル・鉄・コバルトを含む合金、鉄・アルミニウム（Ｆ
ｅＡｌ）合金、フェライト合金、等を用いることができ
る。
料としては、例えば最大透磁率μmが１００以上の軟磁
性体を用いることができ、具体的には、一例としてニッ
ケル・鉄・コバルトを含む合金、鉄・アルミニウム（Ｆ
ｅＡｌ）合金、フェライト合金、等を用いることができ
る。
【０１３１】なお、図示したように、書き込みワード線
１１と磁束集中器５１の間に電気的絶縁層を設けない場
合、磁束集中器５１には電流損を防ぐため比抵抗率の高
い軟磁性膜を用いることが望ましい。また図示したよう
に、上記磁束集中器５１は書き込みワード線１１の両側
面に形成された部分は書き込みワード線１１よりＴＭＲ
素子１３側に突き出した状態に形成されているが、その
突き出した状態に形成される部分は書き込みワード線１
１の片方の側面に形成されているもののみでも良い。
１１と磁束集中器５１の間に電気的絶縁層を設けない場
合、磁束集中器５１には電流損を防ぐため比抵抗率の高
い軟磁性膜を用いることが望ましい。また図示したよう
に、上記磁束集中器５１は書き込みワード線１１の両側
面に形成された部分は書き込みワード線１１よりＴＭＲ
素子１３側に突き出した状態に形成されているが、その
突き出した状態に形成される部分は書き込みワード線１
１の片方の側面に形成されているもののみでも良い。
【０１３２】次に、本発明の第５磁気メモリ装置に係わ
る第２実施の形態を、図２３に示す概略構成断面図によ
って説明する。図２３では、第５磁気メモリ装置の第２
実施の形態に係わる要部を示し、書き込みワード線、Ｔ
ＭＲ素子、磁束集中器および一部の絶縁膜以外の図示は
省略した。また、前記第１磁気メモリ装置と同様の構成
部品には同一符号を付与する。
る第２実施の形態を、図２３に示す概略構成断面図によ
って説明する。図２３では、第５磁気メモリ装置の第２
実施の形態に係わる要部を示し、書き込みワード線、Ｔ
ＭＲ素子、磁束集中器および一部の絶縁膜以外の図示は
省略した。また、前記第１磁気メモリ装置と同様の構成
部品には同一符号を付与する。
【０１３３】図２３に示すように、第２実施の形態に係
わる第５磁気メモリ装置５（５ｂ）は、前記図２１の構
成に対して前記図１０によって説明したのと同様なる磁
束集中器５１を形成したものである。すなわち、前記図
２２によって説明した磁束集中器５１と書き込みワード
線１１との間に絶縁膜６１が設けられているものであ
る。言い換えれば、前記図１１の構成において、書き込
みワード線１１とＴＭＲ素子１３との間にスイッチング
素子１４が形成され、このスイッチング素子１４によっ
て書き込みワード線１１とＴＭＲ素子１３が接続されて
いるものである。
わる第５磁気メモリ装置５（５ｂ）は、前記図２１の構
成に対して前記図１０によって説明したのと同様なる磁
束集中器５１を形成したものである。すなわち、前記図
２２によって説明した磁束集中器５１と書き込みワード
線１１との間に絶縁膜６１が設けられているものであ
る。言い換えれば、前記図１１の構成において、書き込
みワード線１１とＴＭＲ素子１３との間にスイッチング
素子１４が形成され、このスイッチング素子１４によっ
て書き込みワード線１１とＴＭＲ素子１３が接続されて
いるものである。
【０１３４】上記第５磁気メモリ装置の第１実施の形態
および第２実施の形態においても、各磁束集中器５１の
先端部５１ｓは、前記第１磁気メモリ装置１の第２実施
の形態で示したものと同様な構成となっている。
および第２実施の形態においても、各磁束集中器５１の
先端部５１ｓは、前記第１磁気メモリ装置１の第２実施
の形態で示したものと同様な構成となっている。
【０１３５】上記第５磁気メモリ装置５では、書き込み
ワード線１１に、少なくとも、書き込みワード線１１の
両側面およびＴＭＲ素子に対向する面とは反対側の面に
高透磁率層からなる磁束集中器５１が設けられ、書き込
みワード線１１の側面に形成された高透磁率層の少なく
とも一方は書き込みワード線１１よりＴＭＲ素子１３側
に突き出した状態に形成されていて、好ましくは記憶層
奥層３０４の高さに形成されていることから、第１磁気
メモリ装置１と同様に、書き込みワード線１１から発す
る電流磁界は、磁束集中器５１の先端部５１ｓまで伝達
され、先端部５１ｓ、５１ｓ間で最も強くなる。したが
って、電流磁界はＴＭＲ素子１３の記憶層３０４に効率
よく集中される。このため書き込みのための電流値を下
げることが可能になり、消費電流の低減が図れるととも
に第１配線のエレクトロマイグレーションに対する寿命
が高められる。また駆動電流が少なくてすむことから電
流駆動回路の面積を縮小することができ、集積度を高め
られる。さらに漏れ磁界が少なくなるため隣接セルとの
干渉効果が低減される。
ワード線１１に、少なくとも、書き込みワード線１１の
両側面およびＴＭＲ素子に対向する面とは反対側の面に
高透磁率層からなる磁束集中器５１が設けられ、書き込
みワード線１１の側面に形成された高透磁率層の少なく
とも一方は書き込みワード線１１よりＴＭＲ素子１３側
に突き出した状態に形成されていて、好ましくは記憶層
奥層３０４の高さに形成されていることから、第１磁気
メモリ装置１と同様に、書き込みワード線１１から発す
る電流磁界は、磁束集中器５１の先端部５１ｓまで伝達
され、先端部５１ｓ、５１ｓ間で最も強くなる。したが
って、電流磁界はＴＭＲ素子１３の記憶層３０４に効率
よく集中される。このため書き込みのための電流値を下
げることが可能になり、消費電流の低減が図れるととも
に第１配線のエレクトロマイグレーションに対する寿命
が高められる。また駆動電流が少なくてすむことから電
流駆動回路の面積を縮小することができ、集積度を高め
られる。さらに漏れ磁界が少なくなるため隣接セルとの
干渉効果が低減される。
【０１３６】次に、本発明の第６磁気メモリ装置に係る
第１実施の形態を、図２４の概略構成断面図によって説
明する。本発明の第１実施の形態は、上記図２１によっ
て説明した磁気メモリ装置において、ビット線から発す
る電流磁界を効率よく記憶層に集中させることができる
ようにしたものである。図２４では、本発明の主要部で
あるスイッチング素子、ＴＭＲ素子、ビット線および一
部の絶縁膜を示し、その他の構成部品の図示は省略し
た。また、前記第２磁気メモリ装置と同様の構成部品に
は同一符号を付与する。
第１実施の形態を、図２４の概略構成断面図によって説
明する。本発明の第１実施の形態は、上記図２１によっ
て説明した磁気メモリ装置において、ビット線から発す
る電流磁界を効率よく記憶層に集中させることができる
ようにしたものである。図２４では、本発明の主要部で
あるスイッチング素子、ＴＭＲ素子、ビット線および一
部の絶縁膜を示し、その他の構成部品の図示は省略し
た。また、前記第２磁気メモリ装置と同様の構成部品に
は同一符号を付与する。
【０１３７】図２４に示すように、第１実施の形態の磁
気メモリ装置６（６ａ）の基本構成は、書き込みワード
線１１とビット線１２とが立体的に交差（例えば直交）
する状態に形成されている。この書き込みワード線１１
とビット線１２との交差領域における書き込みワード線
１１上には、スイッチング素子１４を介してＴＭＲ素子
１３が接続するように形成され、ＴＭＲ素子１３のキャ
ップ層３１３がビット線１２に接続されている。さらに
ビット線１２には、少なくとも、このビット線１２の両
側面およびこのビット線１２に接続されるＴＭＲ素子１
３に対向する面とは反対側の面を囲むように、高透磁率
層からなる磁束集中器５２が設けられている。しかもビ
ット線１２の側面に形成された上記磁束集中器５２の少
なくとも一方（図面では両方）はビット線１２よりＴＭ
Ｒ素子１３側に突き出した状態に形成されている。
気メモリ装置６（６ａ）の基本構成は、書き込みワード
線１１とビット線１２とが立体的に交差（例えば直交）
する状態に形成されている。この書き込みワード線１１
とビット線１２との交差領域における書き込みワード線
１１上には、スイッチング素子１４を介してＴＭＲ素子
１３が接続するように形成され、ＴＭＲ素子１３のキャ
ップ層３１３がビット線１２に接続されている。さらに
ビット線１２には、少なくとも、このビット線１２の両
側面およびこのビット線１２に接続されるＴＭＲ素子１
３に対向する面とは反対側の面を囲むように、高透磁率
層からなる磁束集中器５２が設けられている。しかもビ
ット線１２の側面に形成された上記磁束集中器５２の少
なくとも一方（図面では両方）はビット線１２よりＴＭ
Ｒ素子１３側に突き出した状態に形成されている。
【０１３８】上記突き出した状態に形成されている部分
の磁束集中器５２は、上記ＴＭＲ素子１３に対して絶縁
膜６３を介してＴＭＲ素子１３の側方に延長形成されて
いる。その先端部５２ｓは、ＴＭＲ素子１３の記憶層３
０４とトンネル絶縁層３０３との界面と同等の高さまで
形成することが可能であり、例えばトンネル絶縁膜３０
３と記憶層３０４との界面から記憶層３０４とキャップ
層３１３との界面までの高さとすることが好ましい。ま
た、磁束集中器５３の先端部５２ｓとＴＭＲ素子１３と
の距離は、磁束集中器５２の先端部５２ｓに集中させた
電流磁束が記憶層３０４に効率よく達する距離とする必
要があり、例えばその距離は２００ｎｍ以下とすること
が好ましい。
の磁束集中器５２は、上記ＴＭＲ素子１３に対して絶縁
膜６３を介してＴＭＲ素子１３の側方に延長形成されて
いる。その先端部５２ｓは、ＴＭＲ素子１３の記憶層３
０４とトンネル絶縁層３０３との界面と同等の高さまで
形成することが可能であり、例えばトンネル絶縁膜３０
３と記憶層３０４との界面から記憶層３０４とキャップ
層３１３との界面までの高さとすることが好ましい。ま
た、磁束集中器５３の先端部５２ｓとＴＭＲ素子１３と
の距離は、磁束集中器５２の先端部５２ｓに集中させた
電流磁束が記憶層３０４に効率よく達する距離とする必
要があり、例えばその距離は２００ｎｍ以下とすること
が好ましい。
【０１３９】また、上記磁束集中器５２を構成する高透
磁率材料としては、例えば最大透磁率μmが１００以上
の軟磁性体を用いることができ、具体的には、一例とし
てニッケル・鉄・コバルトを含む合金、鉄・アルミニウ
ム（ＦｅＡｌ）合金、フェライト合金、等を用いること
ができる。
磁率材料としては、例えば最大透磁率μmが１００以上
の軟磁性体を用いることができ、具体的には、一例とし
てニッケル・鉄・コバルトを含む合金、鉄・アルミニウ
ム（ＦｅＡｌ）合金、フェライト合金、等を用いること
ができる。
【０１４０】なお、図示したように、ビット線１２と磁
束集中器５２の間に電気的絶縁層を設けない場合、磁束
集中器５２には電流損を防ぐため比抵抗率の高い軟磁性
膜を用いることが望ましい。また図示したように、上記
磁束集中器５２はビット線１２の両側面に形成された部
分はビット線１２よりＴＭＲ素子１３側に突き出した状
態に形成されているが、その突き出した状態に形成され
る部分はビット線１２の片方の側面に形成されているも
ののみでも良い。
束集中器５２の間に電気的絶縁層を設けない場合、磁束
集中器５２には電流損を防ぐため比抵抗率の高い軟磁性
膜を用いることが望ましい。また図示したように、上記
磁束集中器５２はビット線１２の両側面に形成された部
分はビット線１２よりＴＭＲ素子１３側に突き出した状
態に形成されているが、その突き出した状態に形成され
る部分はビット線１２の片方の側面に形成されているも
ののみでも良い。
【０１４１】この第６磁気メモリ装置６（６ａ）の他の
構成部品は、前記図１によって説明した構成と同様であ
る。なお、前記図１によって説明した磁束集中器５１
は、形成されていなくてもよいが、ＴＭＲ素子１３へ電
流磁界をより効果的に集中できることから磁束集中器５
１は形成されているほうが好ましい。この場合、磁束集
中器５１の先端部５１ｓと磁束集中器５２の先端部５２
ｓとは離間された状態に形成される必要がある。
構成部品は、前記図１によって説明した構成と同様であ
る。なお、前記図１によって説明した磁束集中器５１
は、形成されていなくてもよいが、ＴＭＲ素子１３へ電
流磁界をより効果的に集中できることから磁束集中器５
１は形成されているほうが好ましい。この場合、磁束集
中器５１の先端部５１ｓと磁束集中器５２の先端部５２
ｓとは離間された状態に形成される必要がある。
【０１４２】次に、本発明の第６磁気メモリ装置に係わ
る第２実施の形態を、図２５に示す概略構成断面図によ
って説明する。図２５では、第６磁気メモリ装置の第２
実施の形態に係わる要部を示し、スイッチング素子、Ｔ
ＭＲ素子、ビット線および一部の絶縁膜を示し、その他
の構成部品の図示は省略した。また、前記第２磁気メモ
リ装置と同様の構成部品には同一符号を付与する。
る第２実施の形態を、図２５に示す概略構成断面図によ
って説明する。図２５では、第６磁気メモリ装置の第２
実施の形態に係わる要部を示し、スイッチング素子、Ｔ
ＭＲ素子、ビット線および一部の絶縁膜を示し、その他
の構成部品の図示は省略した。また、前記第２磁気メモ
リ装置と同様の構成部品には同一符号を付与する。
【０１４３】図２５に示すように、第２実施の形態の第
６磁気メモリ装置６（６ｂ）は、前記図２４の構成に対
して前記図１４によって説明したのと同様なる磁束集中
器５２を形成したものである。すなわち、前記図２４に
よって説明した第１実施の形態の磁束集中器５２におい
て、ＴＭＲ素子１３側のビット線１２表面にも高透磁率
層７２が形成されているものである。すなわち、高透磁
率層７２は、ＴＭＲ素子１３の最上層のキャップ層３１
３とビット線１２とを接続するように形成されている。
またＴＭＲ素子１３の下面側は、スイッチング素子１４
を介して、上記ビット線１２と立体的に交差（例えば直
交）するもので図示はしない書き込みワード線に接続さ
れている。
６磁気メモリ装置６（６ｂ）は、前記図２４の構成に対
して前記図１４によって説明したのと同様なる磁束集中
器５２を形成したものである。すなわち、前記図２４に
よって説明した第１実施の形態の磁束集中器５２におい
て、ＴＭＲ素子１３側のビット線１２表面にも高透磁率
層７２が形成されているものである。すなわち、高透磁
率層７２は、ＴＭＲ素子１３の最上層のキャップ層３１
３とビット線１２とを接続するように形成されている。
またＴＭＲ素子１３の下面側は、スイッチング素子１４
を介して、上記ビット線１２と立体的に交差（例えば直
交）するもので図示はしない書き込みワード線に接続さ
れている。
【０１４４】上記磁束集中器５２は、前記図１４によっ
て説明したのと同様に、上記ビット線１２の側面に形成
された高透磁率層の少なくとも一方（図面では両方）は
上記高透磁率層７２よりＴＭＲ素子１３側に突き出した
状態に形成されている。この磁束集中器５２の側壁部分
はＴＭＲ素子１３と絶縁膜６３を介して形成されてい
る。その先端部５２ｓは、ＴＭＲ素子１３の記憶層３０
４とトンネル絶縁層３０３との界面と同等の高さまで形
成することが可能であり、例えばトンネル絶縁膜３０３
と記憶層３０４との界面から記憶層３０４とキャップ層
３１３との界面までの高さとすることが好ましい。ま
た、磁束集中器５２の先端部５２ｓとＴＭＲ素子１３と
の距離ｘは、磁束集中器５２の先端部５２ｓに集中させ
た電流磁束が記憶層３０４に効率よく達する距離とする
必要があり、例えばその距離は２００ｎｍ以下とするこ
とが好ましい。
て説明したのと同様に、上記ビット線１２の側面に形成
された高透磁率層の少なくとも一方（図面では両方）は
上記高透磁率層７２よりＴＭＲ素子１３側に突き出した
状態に形成されている。この磁束集中器５２の側壁部分
はＴＭＲ素子１３と絶縁膜６３を介して形成されてい
る。その先端部５２ｓは、ＴＭＲ素子１３の記憶層３０
４とトンネル絶縁層３０３との界面と同等の高さまで形
成することが可能であり、例えばトンネル絶縁膜３０３
と記憶層３０４との界面から記憶層３０４とキャップ層
３１３との界面までの高さとすることが好ましい。ま
た、磁束集中器５２の先端部５２ｓとＴＭＲ素子１３と
の距離ｘは、磁束集中器５２の先端部５２ｓに集中させ
た電流磁束が記憶層３０４に効率よく達する距離とする
必要があり、例えばその距離は２００ｎｍ以下とするこ
とが好ましい。
【０１４５】次に、本発明の第６磁気メモリ装置に係わ
る第３実施の形態を、図２６に示す概略構成断面図によ
って説明する。図２６では、第６磁気メモリ装置の第３
実施の形態に係わる要部を示し、スイッチング素子、Ｔ
ＭＲ素子、ビット線および一部の絶縁膜を示し、その他
の構成部品の図示は省略した。また、前記第１磁気メモ
リ装置に係わる第１実施の形態と同様の構成部品には同
一符号を付与する。
る第３実施の形態を、図２６に示す概略構成断面図によ
って説明する。図２６では、第６磁気メモリ装置の第３
実施の形態に係わる要部を示し、スイッチング素子、Ｔ
ＭＲ素子、ビット線および一部の絶縁膜を示し、その他
の構成部品の図示は省略した。また、前記第１磁気メモ
リ装置に係わる第１実施の形態と同様の構成部品には同
一符号を付与する。
【０１４６】図２６に示すように、第３実施の形態の第
６磁気メモリ装置６（６ｃ）は、前記図２４の構成に対
して前記図１５によって説明したのと同様なる磁束集中
器５２を形成したものである。すなわち、前記図２４に
よって説明した磁束集中器５２とビット線１２との間に
絶縁膜６４を設けたものである。またＴＭＲ素子１３の
下面側は、スイッチング素子１４を介して、上記ビット
線１２と立体的に交差（例えば直交）するもので図示は
しない書き込みワード線に接続されている。
６磁気メモリ装置６（６ｃ）は、前記図２４の構成に対
して前記図１５によって説明したのと同様なる磁束集中
器５２を形成したものである。すなわち、前記図２４に
よって説明した磁束集中器５２とビット線１２との間に
絶縁膜６４を設けたものである。またＴＭＲ素子１３の
下面側は、スイッチング素子１４を介して、上記ビット
線１２と立体的に交差（例えば直交）するもので図示は
しない書き込みワード線に接続されている。
【０１４７】上記磁束集中器５２は、前記図１５によっ
て説明したのと同様に、上記ビット線１２の側面に形成
された高透磁率層の少なくとも一方（図面では両方）は
上記ビット線１２よりＴＭＲ素子１３の側方に突き出し
た状態に形成されている。この磁束集中器５２の側壁部
分はＴＭＲ素子１３と絶縁膜６３を介して形成されてい
る。その先端部５２ｓは、ＴＭＲ素子１３の記憶層３０
４とトンネル絶縁層３０３との界面と同等の高さまで形
成することが可能であり、例えばトンネル絶縁膜３０３
と記憶層３０４との界面から記憶層３０４とキャップ層
３１３との界面までの高さとすることが好ましい。ま
た、磁束集中器５２の先端部５２ｓとＴＭＲ素子１３と
の距離は、磁束集中器５２の先端部５２ｓに集中させた
電流磁束が記憶層３０４に効率よく達する距離とする必
要があり、例えばその距離は２００ｎｍ以下とすること
が好ましい。
て説明したのと同様に、上記ビット線１２の側面に形成
された高透磁率層の少なくとも一方（図面では両方）は
上記ビット線１２よりＴＭＲ素子１３の側方に突き出し
た状態に形成されている。この磁束集中器５２の側壁部
分はＴＭＲ素子１３と絶縁膜６３を介して形成されてい
る。その先端部５２ｓは、ＴＭＲ素子１３の記憶層３０
４とトンネル絶縁層３０３との界面と同等の高さまで形
成することが可能であり、例えばトンネル絶縁膜３０３
と記憶層３０４との界面から記憶層３０４とキャップ層
３１３との界面までの高さとすることが好ましい。ま
た、磁束集中器５２の先端部５２ｓとＴＭＲ素子１３と
の距離は、磁束集中器５２の先端部５２ｓに集中させた
電流磁束が記憶層３０４に効率よく達する距離とする必
要があり、例えばその距離は２００ｎｍ以下とすること
が好ましい。
【０１４８】上記第６磁気メモリ装置６（６ａ〜６ｃ）
では、ビット線１２に、少なくとも、ビット線１２の両
側面およびＴＭＲ素子１３に対向する面とは反対側の面
に高透磁率層からなる磁束集中器５２が設けられてい
る。この磁束集中器５２は、ビット線１２側方に形成さ
れたこの磁束集中器５２の高透磁率層の少なくとも一方
（各図面では両方）が、ビット線１２よりＴＭＲ素子１
３側に突き出した状態に形成されている。例えば磁束集
中器５２の側壁部分の先端部５２ｓが記憶層３０４の高
さに形成されていることから、前記第２磁気メモリ装置
２と同様に、ビット線１２から発する電流磁界は、先端
部５２ｓまで伝達され、その先端部５２ｓ、５２ｓ間で
最も強くなる。したがって、電流磁界はＴＭＲ素子１３
の記憶層３０４に効率よく集中される。このため書き込
みのための電流値を下げることが可能になり、消費電流
の低減が図れるとともにビット線１２のエレクトロマイ
グレーションに対する寿命が高められる。また駆動電流
が少なくてすむことから電流駆動回路の面積を縮小する
ことができ、集積度を高められる。さらに漏れ磁界が少
なくなるため隣接セルとの干渉効果が低減される。
では、ビット線１２に、少なくとも、ビット線１２の両
側面およびＴＭＲ素子１３に対向する面とは反対側の面
に高透磁率層からなる磁束集中器５２が設けられてい
る。この磁束集中器５２は、ビット線１２側方に形成さ
れたこの磁束集中器５２の高透磁率層の少なくとも一方
（各図面では両方）が、ビット線１２よりＴＭＲ素子１
３側に突き出した状態に形成されている。例えば磁束集
中器５２の側壁部分の先端部５２ｓが記憶層３０４の高
さに形成されていることから、前記第２磁気メモリ装置
２と同様に、ビット線１２から発する電流磁界は、先端
部５２ｓまで伝達され、その先端部５２ｓ、５２ｓ間で
最も強くなる。したがって、電流磁界はＴＭＲ素子１３
の記憶層３０４に効率よく集中される。このため書き込
みのための電流値を下げることが可能になり、消費電流
の低減が図れるとともにビット線１２のエレクトロマイ
グレーションに対する寿命が高められる。また駆動電流
が少なくてすむことから電流駆動回路の面積を縮小する
ことができ、集積度を高められる。さらに漏れ磁界が少
なくなるため隣接セルとの干渉効果が低減される。
【０１４９】次に、本発明の第１磁気メモリ装置の製造
方法に係る第１実施の形態を、図２７の製造工程断面図
によって説明する。ここでは、書き込みワード線より下
層の配線および読み出し用素子（例えば絶縁ゲート型電
界効果トランジスタ）は従来の方法で作製されるため、
説明の記載は省略する。
方法に係る第１実施の形態を、図２７の製造工程断面図
によって説明する。ここでは、書き込みワード線より下
層の配線および読み出し用素子（例えば絶縁ゲート型電
界効果トランジスタ）は従来の方法で作製されるため、
説明の記載は省略する。
【０１５０】図２７の（１）に示すように、第１絶縁膜
４１上にはセンス線１５、第１ランディングパッド３１
等が形成されている。これらの配線は、例えば６００ｎ
ｍの厚さの金属膜もしくは導電性金属化合物膜もしくは
導電性ポリシリコン膜で形成されている。また、第１絶
縁膜４１には、図示していない読み出しトランジスタの
拡散層に接続されるもので第１ランディングパッド３１
に接続するコンタクト３０が形成されている。なお、セ
ンス線１５より読み出しトランジスタの別の拡散層に接
続されるコンタクトの図示は省略した。
４１上にはセンス線１５、第１ランディングパッド３１
等が形成されている。これらの配線は、例えば６００ｎ
ｍの厚さの金属膜もしくは導電性金属化合物膜もしくは
導電性ポリシリコン膜で形成されている。また、第１絶
縁膜４１には、図示していない読み出しトランジスタの
拡散層に接続されるもので第１ランディングパッド３１
に接続するコンタクト３０が形成されている。なお、セ
ンス線１５より読み出しトランジスタの別の拡散層に接
続されるコンタクトの図示は省略した。
【０１５１】上記第１絶縁膜４１上に、上記センス線１
５、第１ランディングパッド３１等を覆う第２絶縁膜４
２を形成する。この第２絶縁膜４２は、例えば高密度プ
ラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ）法により
ＨＤＰ膜を例えば８００ｎｍの厚さに形成し、さらに、
プラズマＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）−ＣＶＤ法
によって、Ｐ−ＴＥＯＳ膜を例えば１２００ｎｍの厚さ
に形成する。その後、化学的機械研磨によって、第２絶
縁膜４２を研磨、平坦化し、センス線１５、第１ランデ
ィングパッド３１上に例えば７００ｎｍの厚さの第２絶
縁膜４２を残す。
５、第１ランディングパッド３１等を覆う第２絶縁膜４
２を形成する。この第２絶縁膜４２は、例えば高密度プ
ラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ）法により
ＨＤＰ膜を例えば８００ｎｍの厚さに形成し、さらに、
プラズマＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）−ＣＶＤ法
によって、Ｐ−ＴＥＯＳ膜を例えば１２００ｎｍの厚さ
に形成する。その後、化学的機械研磨によって、第２絶
縁膜４２を研磨、平坦化し、センス線１５、第１ランデ
ィングパッド３１上に例えば７００ｎｍの厚さの第２絶
縁膜４２を残す。
【０１５２】次に、リソグラフィ技術とエッチング技術
とを用いて、第２絶縁膜４２にセンス線１５、第１ラン
ディングパッド３１等に達するビアホール４２ｈを形成
する。図面ではセンス線１５に達するビアホールの図示
は省略した。
とを用いて、第２絶縁膜４２にセンス線１５、第１ラン
ディングパッド３１等に達するビアホール４２ｈを形成
する。図面ではセンス線１５に達するビアホールの図示
は省略した。
【０１５３】次いで通常のタングステンプラグ形成技術
によって、上記ビアホール４２ｈ内にタングステンを埋
め込み、タングステンプラグからなるコンタクト３２を
形成する。なお、タングステンの成膜は例えば化学的気
相成長法、スパッタリング等の既存の成膜技術により行
い、第２絶縁膜４２上に形成される余剰なタングステン
膜の除去は、例えば化学的機械研磨もしくはエッチバッ
クにより行えばよい。
によって、上記ビアホール４２ｈ内にタングステンを埋
め込み、タングステンプラグからなるコンタクト３２を
形成する。なお、タングステンの成膜は例えば化学的気
相成長法、スパッタリング等の既存の成膜技術により行
い、第２絶縁膜４２上に形成される余剰なタングステン
膜の除去は、例えば化学的機械研磨もしくはエッチバッ
クにより行えばよい。
【０１５４】次に、第２絶縁膜４２上に第３絶縁膜の一
部となる絶縁膜４３１を形成する。この絶縁膜４３１に
は、Ｐ−ＴＥＯＳ膜を例えば５００ｎｍの厚さに形成し
たものを用いる。上記絶縁膜４３１の膜厚は、後に形成
する磁束集中器の側壁部分の高さを決定することになる
ので、磁束集中器の側壁部分の先端部が後に形成するＴ
ＭＲ素子の記憶層の高さとなるように決定される。次い
で、リソグラフィ技術とエッチング技術とにより、絶縁
膜４３１に書き込みワード線を形成するための配線溝４
３ｔ１と第２ランディングパッドを形成するための配線
溝４３ｔ２を形成する。
部となる絶縁膜４３１を形成する。この絶縁膜４３１に
は、Ｐ−ＴＥＯＳ膜を例えば５００ｎｍの厚さに形成し
たものを用いる。上記絶縁膜４３１の膜厚は、後に形成
する磁束集中器の側壁部分の高さを決定することになる
ので、磁束集中器の側壁部分の先端部が後に形成するＴ
ＭＲ素子の記憶層の高さとなるように決定される。次い
で、リソグラフィ技術とエッチング技術とにより、絶縁
膜４３１に書き込みワード線を形成するための配線溝４
３ｔ１と第２ランディングパッドを形成するための配線
溝４３ｔ２を形成する。
【０１５５】次に、図２７の（２）に示すように、ＰＶ
Ｄ（Physical Vapor Deposition）法によって、上記配
線溝４３ｔ１、４３ｔ２内面および絶縁膜４３１表面
に、バリアメタル（図示せず）、高透磁率層７３、配線
材料層８１を順に成膜する。
Ｄ（Physical Vapor Deposition）法によって、上記配
線溝４３ｔ１、４３ｔ２内面および絶縁膜４３１表面
に、バリアメタル（図示せず）、高透磁率層７３、配線
材料層８１を順に成膜する。
【０１５６】上記バリアメタルは、例えばチタン（Ｔ
ｉ）を５ｎｍの厚さに堆積した後、窒化チタン（Ｔｉ
Ｎ）を２０ｎｍの厚さに堆積して形成する。
ｉ）を５ｎｍの厚さに堆積した後、窒化チタン（Ｔｉ
Ｎ）を２０ｎｍの厚さに堆積して形成する。
【０１５７】上記高透磁率層７３は、例えば最大透磁率
μmが１００以上の軟磁性体を用いることができ、具体
的には、一例としてニッケル・鉄・コバルトを含む合
金、鉄・アルミニウム（ＦｅＡｌ）合金、フェライト合
金、等を用いることができ、例えば１００ｎｍの厚さに
形成する。その他にも、例えば最大透磁率μmが１００
以上であれば、例えばコバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、
ニッケル（Ｎｉ）のいずれかを含む金属化合物、金属酸
化物もしくは金属窒化物を用いることができる。
μmが１００以上の軟磁性体を用いることができ、具体
的には、一例としてニッケル・鉄・コバルトを含む合
金、鉄・アルミニウム（ＦｅＡｌ）合金、フェライト合
金、等を用いることができ、例えば１００ｎｍの厚さに
形成する。その他にも、例えば最大透磁率μmが１００
以上であれば、例えばコバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、
ニッケル（Ｎｉ）のいずれかを含む金属化合物、金属酸
化物もしくは金属窒化物を用いることができる。
【０１５８】上記配線材料層８１は、アルミニウム（Ａ
ｌ）、銅（Ｃｕ）もしくはアルミニウム−銅（Ａｌ−Ｃ
ｕ）合金を例えば４５０ｎｍの厚さに形成する。
ｌ）、銅（Ｃｕ）もしくはアルミニウム−銅（Ａｌ−Ｃ
ｕ）合金を例えば４５０ｎｍの厚さに形成する。
【０１５９】その後、化学的機械研磨によって、絶縁膜
４３１上の余剰な上記配線材料層８１ないしバリアメタ
ル（図示せず）を除去して、各配線溝４３ｔ１、４３ｔ
２内に上記配線材料層８１ないしバリアメタル（図示せ
ず）を残し、書き込みワード線１１および第２ランディ
ングパッド３３を形成する。さらにエッチバックによ
り、各配線溝溝４３ｔ１、４３ｔ２内の配線材料層８１
のみを例えば１００ｎｍの深さに後退させ、書き込みワ
ード線１１の側面上方に高透磁率層７３が露出するよう
にする。このようにして、高透磁率層７３からなる磁束
集中器５１が形成される。
４３１上の余剰な上記配線材料層８１ないしバリアメタ
ル（図示せず）を除去して、各配線溝４３ｔ１、４３ｔ
２内に上記配線材料層８１ないしバリアメタル（図示せ
ず）を残し、書き込みワード線１１および第２ランディ
ングパッド３３を形成する。さらにエッチバックによ
り、各配線溝溝４３ｔ１、４３ｔ２内の配線材料層８１
のみを例えば１００ｎｍの深さに後退させ、書き込みワ
ード線１１の側面上方に高透磁率層７３が露出するよう
にする。このようにして、高透磁率層７３からなる磁束
集中器５１が形成される。
【０１６０】次に、図２７の（３）に示すように、上記
絶縁膜４３１上に、第３絶縁膜４３の一部となる絶縁膜
４３２を、例えば酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）膜を
２０ｎｍの厚さに堆積して形成する。これによって、第
３絶縁膜４３が形成される。その後、リソグラフィ技術
とエッチング技術とによって、フォトレジストをマスク
にして絶縁膜４３２のエッチングを行い、第２ランディ
ングパッド３３上の絶縁膜４３２に、これから形成され
るＴＭＲ素子と第２ランディングパッド３３との接続を
図るビアホール４３２ｈを形成する。なお、上記絶縁膜
４３２は、酸化アルミニウム以外の絶縁材料（例えば酸
化シリコン、窒化シリコン等）により形成することも可
能である。
絶縁膜４３１上に、第３絶縁膜４３の一部となる絶縁膜
４３２を、例えば酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）膜を
２０ｎｍの厚さに堆積して形成する。これによって、第
３絶縁膜４３が形成される。その後、リソグラフィ技術
とエッチング技術とによって、フォトレジストをマスク
にして絶縁膜４３２のエッチングを行い、第２ランディ
ングパッド３３上の絶縁膜４３２に、これから形成され
るＴＭＲ素子と第２ランディングパッド３３との接続を
図るビアホール４３２ｈを形成する。なお、上記絶縁膜
４３２は、酸化アルミニウム以外の絶縁材料（例えば酸
化シリコン、窒化シリコン等）により形成することも可
能である。
【０１６１】続いて、ＰＶＤ法によって、上記開口部４
３２ｈ内を含む第３絶縁膜４３上に、バリア層（図示せ
ず）、反強磁性体層３０５、強磁性体からなる磁化固定
層３０２、トンネル絶縁層３０３、強磁性体からなる記
憶層３０４、キャップ層３１３を順次形成する。
３２ｈ内を含む第３絶縁膜４３上に、バリア層（図示せ
ず）、反強磁性体層３０５、強磁性体からなる磁化固定
層３０２、トンネル絶縁層３０３、強磁性体からなる記
憶層３０４、キャップ層３１３を順次形成する。
【０１６２】上記バリア層には、窒化チタン、タンタル
もしくは窒化タンタルを用いる。
もしくは窒化タンタルを用いる。
【０１６３】上記反強磁性体層３０５には、例えば、鉄
・マンガン合金、ニッケル・マンガン合金、白金マンガ
ン合金、イリジウム・マンガン合金、ロジウム・マンガ
ン合金、コバルト酸化物およびニッケル酸化物のうちの
１種を用いる。この反強磁性体層３０５は、ＴＭＲ素子
１３と直列に接続されるスイッチング素子との接続に用
いられる下地導電層を兼ねることも可能である。したが
って、本実施の形態では、反強磁性体層３０５をＴＭＲ
素子１３と図示はしていないスイッチング素子との接続
配線の一部として用いている。
・マンガン合金、ニッケル・マンガン合金、白金マンガ
ン合金、イリジウム・マンガン合金、ロジウム・マンガ
ン合金、コバルト酸化物およびニッケル酸化物のうちの
１種を用いる。この反強磁性体層３０５は、ＴＭＲ素子
１３と直列に接続されるスイッチング素子との接続に用
いられる下地導電層を兼ねることも可能である。したが
って、本実施の形態では、反強磁性体層３０５をＴＭＲ
素子１３と図示はしていないスイッチング素子との接続
配線の一部として用いている。
【０１６４】上記磁化固定層３０２には、例えば、ニッ
ケル、鉄もしくはコバルト、またはニッケル、鉄および
コバルトのうちの少なくとも２種からなる合金のよう
な、強磁性体を用いる。この磁化固定層３０２は、反強
磁性体層３０５と接する状態に形成されていて、磁化固
定層３０２と反強磁性体層３０５との層間に働く交換相
互作用によって、磁化固定層３０２は、強い一方向の磁
気異方性を有している。すなわち、磁化固定層３０２は
反強磁性体層３０５との交換結合によって磁化の方向が
ピニング(pinning)される。
ケル、鉄もしくはコバルト、またはニッケル、鉄および
コバルトのうちの少なくとも２種からなる合金のよう
な、強磁性体を用いる。この磁化固定層３０２は、反強
磁性体層３０５と接する状態に形成されていて、磁化固
定層３０２と反強磁性体層３０５との層間に働く交換相
互作用によって、磁化固定層３０２は、強い一方向の磁
気異方性を有している。すなわち、磁化固定層３０２は
反強磁性体層３０５との交換結合によって磁化の方向が
ピニング(pinning)される。
【０１６５】なお、上記磁化固定層３０２は、導電層を
挟んで磁性層を積層した構成としてもよい。例えば、反
強磁性体層３０５側から、第１の磁化固定層と磁性層が
反強磁性的に結合するような導電体層と第２の磁化固定
層とを順に積層した光製造としてもよい。この磁化固定
層３０２は、３層以上の強磁性体層を、導電体層を挟ん
で積層させた構造であってもよい。上記導電体層には、
例えば、ルテニウム、銅、クロム、金、銀等を用いるこ
とができる。
挟んで磁性層を積層した構成としてもよい。例えば、反
強磁性体層３０５側から、第１の磁化固定層と磁性層が
反強磁性的に結合するような導電体層と第２の磁化固定
層とを順に積層した光製造としてもよい。この磁化固定
層３０２は、３層以上の強磁性体層を、導電体層を挟ん
で積層させた構造であってもよい。上記導電体層には、
例えば、ルテニウム、銅、クロム、金、銀等を用いるこ
とができる。
【０１６６】上記トンネル絶縁層３０３は、上記記憶層
３０４と上記磁化固定層３０２との磁気的結合を切ると
ともに、トンネル電流を流すための機能を有する。その
ため、通常は厚さが０．５ｎｍ〜５ｎｍの酸化アルミニ
ウムが使われるが、例えば、酸化マグネシウム、酸化シ
リコン、窒化アルミニウム、窒化マグネシウム、窒化シ
リコン、酸化窒化アルミニウム、酸化窒化マグネシウム
もしくは酸化窒化シリコンを用いてもよい。上記したよ
うにトンネル絶縁層３０３の膜厚は、０．５ｎｍ〜５ｎ
ｍと非常に薄いため、ＡＬＤ（Atomic Layer Depositio
n）法により形成する。もしくはスパッタリングによっ
てアルミニウム等の金属膜を堆積した後にプラズマ酸化
もしくは窒化を行って形成する。
３０４と上記磁化固定層３０２との磁気的結合を切ると
ともに、トンネル電流を流すための機能を有する。その
ため、通常は厚さが０．５ｎｍ〜５ｎｍの酸化アルミニ
ウムが使われるが、例えば、酸化マグネシウム、酸化シ
リコン、窒化アルミニウム、窒化マグネシウム、窒化シ
リコン、酸化窒化アルミニウム、酸化窒化マグネシウム
もしくは酸化窒化シリコンを用いてもよい。上記したよ
うにトンネル絶縁層３０３の膜厚は、０．５ｎｍ〜５ｎ
ｍと非常に薄いため、ＡＬＤ（Atomic Layer Depositio
n）法により形成する。もしくはスパッタリングによっ
てアルミニウム等の金属膜を堆積した後にプラズマ酸化
もしくは窒化を行って形成する。
【０１６７】上記記憶層３０４には、例えば、ニッケ
ル、鉄もしくはコバルト、またはニッケル、鉄およびコ
バルトのうちの少なくとも２種からなる合金のような、
強磁性体を用いる。この記憶層３０４は外部印加磁場に
よって磁化の方向が下層の磁化か固定層３０４に対し
て、平行又は反平行に変えることができる。
ル、鉄もしくはコバルト、またはニッケル、鉄およびコ
バルトのうちの少なくとも２種からなる合金のような、
強磁性体を用いる。この記憶層３０４は外部印加磁場に
よって磁化の方向が下層の磁化か固定層３０４に対し
て、平行又は反平行に変えることができる。
【０１６８】上記キャップ層３１３は、ＴＭＲ素子と別
のＴＭＲ素子とを接続する配線との相互拡散防止、接触
抵抗低減および記憶層３０４の酸化防止という機能を有
する。通常、銅、窒化タンタル、タンタル、窒化チタン
等の材料により形成されている。
のＴＭＲ素子とを接続する配線との相互拡散防止、接触
抵抗低減および記憶層３０４の酸化防止という機能を有
する。通常、銅、窒化タンタル、タンタル、窒化チタン
等の材料により形成されている。
【０１６９】次に、図２７の（４）に示すように、リソ
グラフィ技術とエッチング（例えば反応性イオンエッチ
ング）技術とにより、フォトレジストをマスクにして、
ＴＭＲ素子１３を形成するための積層膜（キャップ層３
１３〜反強磁性体層３０５）をエッチングし、まずキャ
ップ層３１３〜磁化固定層３０２の積層膜でＴＭＲ素子
１３を形成する。このエッチングでは、例えばトンネル
絶縁層３０３から磁化固定層３０２の途中でエッチング
が終わるように終点を設定する。エッチングガスには塩
素（Ｃｌ）を含んだハロゲンガスもしくは一酸化炭素
（ＣＯ）にアンモニア（ＮＨ3 ）を添加したガス系を用
いる。その後、上記フォトレジストを除去する。
グラフィ技術とエッチング（例えば反応性イオンエッチ
ング）技術とにより、フォトレジストをマスクにして、
ＴＭＲ素子１３を形成するための積層膜（キャップ層３
１３〜反強磁性体層３０５）をエッチングし、まずキャ
ップ層３１３〜磁化固定層３０２の積層膜でＴＭＲ素子
１３を形成する。このエッチングでは、例えばトンネル
絶縁層３０３から磁化固定層３０２の途中でエッチング
が終わるように終点を設定する。エッチングガスには塩
素（Ｃｌ）を含んだハロゲンガスもしくは一酸化炭素
（ＣＯ）にアンモニア（ＮＨ3 ）を添加したガス系を用
いる。その後、上記フォトレジストを除去する。
【０１７０】次いで、リソグラフィ技術とエッチング
（例えば反応性イオンエッチング）技術とにより、フォ
トレジストをマスクにして、ＴＭＲ素子１３と第２ラン
ディングパッド３３とを接続するためのバイパス線１６
を、例えば磁化固定層３０２と反強磁性体層３０５とに
より形成する。この構成では、書き込みワード線１１の
下部および側面側に形成した高透磁率層７３が書き込み
ワード線１１の上面よりもＴＭＲ素子１３側に張り出し
ているため、書き込みワード線１１により発生される電
流磁界がＴＭＲ素子１３の記憶層３０４に効率良く印加
される。
（例えば反応性イオンエッチング）技術とにより、フォ
トレジストをマスクにして、ＴＭＲ素子１３と第２ラン
ディングパッド３３とを接続するためのバイパス線１６
を、例えば磁化固定層３０２と反強磁性体層３０５とに
より形成する。この構成では、書き込みワード線１１の
下部および側面側に形成した高透磁率層７３が書き込み
ワード線１１の上面よりもＴＭＲ素子１３側に張り出し
ているため、書き込みワード線１１により発生される電
流磁界がＴＭＲ素子１３の記憶層３０４に効率良く印加
される。
【０１７１】次に、図２７の（５）に示すように、第３
絶縁膜４３上に、ＴＭＲ素子１３、バイパス線１６等を
覆う第４絶縁膜４４を形成する。この第４絶縁膜４４
は、例えばＣＶＤ法もしくはＰＶＤ法によって、酸化シ
リコンもしくは酸化アルミニウム等で形成される。その
後、化学的機械研磨によって第４絶縁膜４４表面を平坦
化研磨して、ＴＭＲ素子１３のキャップ層３１３上面を
露出させる。
絶縁膜４３上に、ＴＭＲ素子１３、バイパス線１６等を
覆う第４絶縁膜４４を形成する。この第４絶縁膜４４
は、例えばＣＶＤ法もしくはＰＶＤ法によって、酸化シ
リコンもしくは酸化アルミニウム等で形成される。その
後、化学的機械研磨によって第４絶縁膜４４表面を平坦
化研磨して、ＴＭＲ素子１３のキャップ層３１３上面を
露出させる。
【０１７２】次に標準的な配線形成技術によって、ビッ
ト線１２および周辺回路の配線（図示せず）、ボンディ
ングパッド領域（図示せず）を形成する。さらに全面に
保護膜となる第５絶縁膜（図示せず）を、例えばプラズ
マ窒化シリコン膜で形成した後、ボンディングパッド部
を開口して磁気メモリ装置のウエハプロセスを完了させ
る。なお、磁束集中器５１側壁部分の先端部５１ｓの高
さは、配線溝４３ｔ１の深さを深く形成することによ
り、ＴＭＲ素子１３の記憶層３０４と同程度の高さに形
成することは可能である。
ト線１２および周辺回路の配線（図示せず）、ボンディ
ングパッド領域（図示せず）を形成する。さらに全面に
保護膜となる第５絶縁膜（図示せず）を、例えばプラズ
マ窒化シリコン膜で形成した後、ボンディングパッド部
を開口して磁気メモリ装置のウエハプロセスを完了させ
る。なお、磁束集中器５１側壁部分の先端部５１ｓの高
さは、配線溝４３ｔ１の深さを深く形成することによ
り、ＴＭＲ素子１３の記憶層３０４と同程度の高さに形
成することは可能である。
【０１７３】次に、本発明の第１磁気メモリ装置の製造
方法に係る第２実施の形態を、図２８の製造工程断面図
によって説明する。ここでは、書き込みワード線より下
層の配線および読み出し用素子（例えば絶縁ゲート型電
界効果トランジスタ）は従来の方法で作製されるため、
説明は省略する。
方法に係る第２実施の形態を、図２８の製造工程断面図
によって説明する。ここでは、書き込みワード線より下
層の配線および読み出し用素子（例えば絶縁ゲート型電
界効果トランジスタ）は従来の方法で作製されるため、
説明は省略する。
【０１７４】図２８の（１）に示すように、第１絶縁膜
４１上にはセンス線１５、第１ランディングパッド３１
等が形成されている。これらの配線は、例えば６００ｎ
ｍの厚さの金属膜もしくは導電性金属化合物膜もしくは
導電性ポリシリコン膜で形成されている。また、第１絶
縁膜４１には、図示していない読み出しトランジスタの
拡散層に接続されるもので第１ランディングパッド３１
に接続するコンタクト３０が形成されている。なお、セ
ンス線１５より読み出しトランジスタの別の拡散層に接
続されるコンタクトの図示は省略した。上記第１絶縁膜
４１上に、上記センス線１５、第１ランディングパッド
３１頭を覆う第２絶縁膜４２を形成する。この第２絶縁
膜４２は、例えば高密度プラズマＣＶＤ法によりＨＤＰ
膜を例えば８００ｎｍの厚さに形成し、さらに、プラズ
マＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）−ＣＶＤ法によっ
て、Ｐ−ＴＥＯＳ膜を例えば１２００ｎｍの厚さに形成
する。その後、化学的機械研磨によって、第２絶縁膜４
２を研磨、平坦化し、センス線１５、第１ランディング
パッド３１上に例えば７００ｎｍの厚さの第２絶縁膜４
２を残す。
４１上にはセンス線１５、第１ランディングパッド３１
等が形成されている。これらの配線は、例えば６００ｎ
ｍの厚さの金属膜もしくは導電性金属化合物膜もしくは
導電性ポリシリコン膜で形成されている。また、第１絶
縁膜４１には、図示していない読み出しトランジスタの
拡散層に接続されるもので第１ランディングパッド３１
に接続するコンタクト３０が形成されている。なお、セ
ンス線１５より読み出しトランジスタの別の拡散層に接
続されるコンタクトの図示は省略した。上記第１絶縁膜
４１上に、上記センス線１５、第１ランディングパッド
３１頭を覆う第２絶縁膜４２を形成する。この第２絶縁
膜４２は、例えば高密度プラズマＣＶＤ法によりＨＤＰ
膜を例えば８００ｎｍの厚さに形成し、さらに、プラズ
マＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）−ＣＶＤ法によっ
て、Ｐ−ＴＥＯＳ膜を例えば１２００ｎｍの厚さに形成
する。その後、化学的機械研磨によって、第２絶縁膜４
２を研磨、平坦化し、センス線１５、第１ランディング
パッド３１上に例えば７００ｎｍの厚さの第２絶縁膜４
２を残す。
【０１７５】次に、リソグラフィ技術とエッチング技術
とを用いて、第２絶縁膜４２にセンス線１５、第１ラン
ディングパッド３１等に達するビアホール４２ｈを形成
する。図面ではセンス線１５に達するビアホールの図示
は省略した。次いで通常のタングステンプラグ形成技術
によって、上記ビアホール４２ｈ内にタングステンを埋
め込み、タングステンプラグからなるコンタクト３２を
形成する。なお、タングステンの成膜は例えば化学的気
相成長法、スパッタリング等の既存の成膜技術により行
い、第２絶縁膜４２上に形成される余剰なタングステン
膜の除去は、例えば化学的機械研磨もしくはエッチバッ
クにより行えばよい。
とを用いて、第２絶縁膜４２にセンス線１５、第１ラン
ディングパッド３１等に達するビアホール４２ｈを形成
する。図面ではセンス線１５に達するビアホールの図示
は省略した。次いで通常のタングステンプラグ形成技術
によって、上記ビアホール４２ｈ内にタングステンを埋
め込み、タングステンプラグからなるコンタクト３２を
形成する。なお、タングステンの成膜は例えば化学的気
相成長法、スパッタリング等の既存の成膜技術により行
い、第２絶縁膜４２上に形成される余剰なタングステン
膜の除去は、例えば化学的機械研磨もしくはエッチバッ
クにより行えばよい。
【０１７６】次に、ＰＶＤ法によって、上記第２絶縁膜
４２表面に、バリアメタル（図示せず）、高透磁率層７
３、書き込みワード線やランディングパッドを形成する
ための配線材料層８１を成膜する。
４２表面に、バリアメタル（図示せず）、高透磁率層７
３、書き込みワード線やランディングパッドを形成する
ための配線材料層８１を成膜する。
【０１７７】上記バリアメタルは、例えばチタン（Ｔ
ｉ）を５ｎｍの厚さに堆積した後、窒化チタン（Ｔｉ
Ｎ）を２０ｎｍの厚さに堆積して形成する。
ｉ）を５ｎｍの厚さに堆積した後、窒化チタン（Ｔｉ
Ｎ）を２０ｎｍの厚さに堆積して形成する。
【０１７８】上記高透磁率層７３は、例えば最大透磁率
μmが１００以上の軟磁性体を用いることができ、具体
的には、一例としてニッケル・鉄・コバルトを含む合
金、フェライト合金、等を用いることができ、例えば１
００ｎｍの厚さに形成する。その他にも、例えば最大透
磁率μmが１００以上であれば、例えばコバルト（Ｃ
ｏ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）のいずれかを含む
金属化合物、金属酸化物もしくは金属窒化物を用いるこ
とができる。
μmが１００以上の軟磁性体を用いることができ、具体
的には、一例としてニッケル・鉄・コバルトを含む合
金、フェライト合金、等を用いることができ、例えば１
００ｎｍの厚さに形成する。その他にも、例えば最大透
磁率μmが１００以上であれば、例えばコバルト（Ｃ
ｏ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）のいずれかを含む
金属化合物、金属酸化物もしくは金属窒化物を用いるこ
とができる。
【０１７９】上記配線材料層８１は、アルミニウム（Ａ
ｌ）、銅（Ｃｕ）もしくはアルミニウム−銅（Ａｌ−Ｃ
ｕ）合金を例えば３００ｎｍの厚さに形成する。
ｌ）、銅（Ｃｕ）もしくはアルミニウム−銅（Ａｌ−Ｃ
ｕ）合金を例えば３００ｎｍの厚さに形成する。
【０１８０】続いて、ダミー膜８２を、例えばプラズマ
窒化シリコン膜を例えば４０ｎｍの厚さに堆積して形成
する。
窒化シリコン膜を例えば４０ｎｍの厚さに堆積して形成
する。
【０１８１】次に、リソグラフィ技術とエッチング技術
とによって、フォトレジストをマスクに用いて、上記ダ
ミー膜８２、配線材料層８１、高透磁率層７３、バリア
メタル（図示せず）を順次エッチングして、上記ダミー
膜８２を載せた状態で、書き込みワード線１１、コンタ
クト３２に接続する第２ランディングパッド３３を形成
する。
とによって、フォトレジストをマスクに用いて、上記ダ
ミー膜８２、配線材料層８１、高透磁率層７３、バリア
メタル（図示せず）を順次エッチングして、上記ダミー
膜８２を載せた状態で、書き込みワード線１１、コンタ
クト３２に接続する第２ランディングパッド３３を形成
する。
【０１８２】次に、図２８の（２）に示すように、ＰＶ
Ｄ法によって、上記第２絶縁膜４２上に上記ダミー膜８
２〔前記図２８の（１）参照〕を覆う高透磁率層を形成
した後、高透磁率層の全面をエッチバックして、ダミー
膜８２を載せた書き込みワード線１１、第２ランディン
グパッド３３の各側壁に高透磁率サイドウォール７４Ｓ
を形成する。このようにして、高透磁率層７３と高透磁
率サイドウォール７４Ｓとからなる磁束集中器５１が形
成される。続いて、選択的エッチングによりダミー膜８
２のみを除去する。なお、この工程では、第２ランディ
ングパッド３３の側壁にも書き込みワード線１１の側壁
と同様な高透磁率サイドウォール７４Ｓが形成される。
この高透磁率サイドウォール７４Ｓは、磁束集中器５１
の側壁部分となるため、その先端部５１ｓの高さは、上
記ダミー膜８２の膜厚によって調整される。その先端部
５１ｓは、後に形成されるＴＭＲ素子の記憶層とキャッ
プ層との界面と同等の高さまで形成することが可能であ
り、例えばトンネル絶縁膜と記憶層との界面から記憶層
とキャップ層との界面までの高さとすることが好まし
い。また、高透磁率サイドウォール７４ＳとＴＭＲ素子
１３との距離は、先端部５１ｓに集中させた電流磁束が
記憶層に効率よく達する距離とする必要があり、例えば
その距離は２００ｎｍ以下とすることが好ましい。
Ｄ法によって、上記第２絶縁膜４２上に上記ダミー膜８
２〔前記図２８の（１）参照〕を覆う高透磁率層を形成
した後、高透磁率層の全面をエッチバックして、ダミー
膜８２を載せた書き込みワード線１１、第２ランディン
グパッド３３の各側壁に高透磁率サイドウォール７４Ｓ
を形成する。このようにして、高透磁率層７３と高透磁
率サイドウォール７４Ｓとからなる磁束集中器５１が形
成される。続いて、選択的エッチングによりダミー膜８
２のみを除去する。なお、この工程では、第２ランディ
ングパッド３３の側壁にも書き込みワード線１１の側壁
と同様な高透磁率サイドウォール７４Ｓが形成される。
この高透磁率サイドウォール７４Ｓは、磁束集中器５１
の側壁部分となるため、その先端部５１ｓの高さは、上
記ダミー膜８２の膜厚によって調整される。その先端部
５１ｓは、後に形成されるＴＭＲ素子の記憶層とキャッ
プ層との界面と同等の高さまで形成することが可能であ
り、例えばトンネル絶縁膜と記憶層との界面から記憶層
とキャップ層との界面までの高さとすることが好まし
い。また、高透磁率サイドウォール７４ＳとＴＭＲ素子
１３との距離は、先端部５１ｓに集中させた電流磁束が
記憶層に効率よく達する距離とする必要があり、例えば
その距離は２００ｎｍ以下とすることが好ましい。
【０１８３】次に、図２８の（３）に示すように、第２
絶縁膜４２上に書き込みワード線１１、第２ランディン
グパッド３３、磁束集中器５１等を覆う第３絶縁膜４３
を、例えば酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）を例えば２
０ｎｍの厚さに堆積して形成した後、リソグラフィ技術
とエッチング技術とによって、フォトレジストをマスク
にして第３絶縁膜４３のエッチングを行い、これから形
成されるＴＭＲ素子と第２ランディングパッド３３との
接続を図るビアホール４３ｈを形成する。
絶縁膜４２上に書き込みワード線１１、第２ランディン
グパッド３３、磁束集中器５１等を覆う第３絶縁膜４３
を、例えば酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）を例えば２
０ｎｍの厚さに堆積して形成した後、リソグラフィ技術
とエッチング技術とによって、フォトレジストをマスク
にして第３絶縁膜４３のエッチングを行い、これから形
成されるＴＭＲ素子と第２ランディングパッド３３との
接続を図るビアホール４３ｈを形成する。
【０１８４】続いて、ＰＶＤ法によって、上記開口部４
３ｈを含む第３絶縁膜４３上に、バリア層（図示せ
ず）、反強磁性体層３０５、強磁性体からなる磁化固定
層３０２、トンネル絶縁層３０３、強磁性体からなる記
憶層３０４、キャップ層３１３を順次形成する。
３ｈを含む第３絶縁膜４３上に、バリア層（図示せ
ず）、反強磁性体層３０５、強磁性体からなる磁化固定
層３０２、トンネル絶縁層３０３、強磁性体からなる記
憶層３０４、キャップ層３１３を順次形成する。
【０１８５】バリア層（図示せず）、反強磁性体層３０
５、磁化固定層３０２、トンネル絶縁層３０３、強磁性
体からなる記憶層３０４およびキャップ層３１３は、前
記第１実施の形態で説明したのと同様の材料を用いて形
成することができる。
５、磁化固定層３０２、トンネル絶縁層３０３、強磁性
体からなる記憶層３０４およびキャップ層３１３は、前
記第１実施の形態で説明したのと同様の材料を用いて形
成することができる。
【０１８６】次に、図２８の（４）に示すように、リソ
グラフィ技術とエッチング（例えば反応性イオンエッチ
ング）技術とにより、フォトレジストをマスクにして、
ＴＭＲ素子１３を形成するための積層膜（キャップ層３
１３〜反強磁性体層３０５）をエッチングし、まずキャ
ップ層３１３〜磁化固定層３０２の積層膜でＴＭＲ素子
１３を形成する。このエッチングでは、例えばトンネル
絶縁層３０３から磁化固定層３０２の途中でエッチング
が終わるように終点を設定する。エッチングガスには塩
素（Ｃｌ）を含んだハロゲンガスもしくは一酸化炭素
（ＣＯ）にアンモニア（ＮＨ3 ）を添加したガス系を用
いる。その後、上記フォトレジストを除去する。
グラフィ技術とエッチング（例えば反応性イオンエッチ
ング）技術とにより、フォトレジストをマスクにして、
ＴＭＲ素子１３を形成するための積層膜（キャップ層３
１３〜反強磁性体層３０５）をエッチングし、まずキャ
ップ層３１３〜磁化固定層３０２の積層膜でＴＭＲ素子
１３を形成する。このエッチングでは、例えばトンネル
絶縁層３０３から磁化固定層３０２の途中でエッチング
が終わるように終点を設定する。エッチングガスには塩
素（Ｃｌ）を含んだハロゲンガスもしくは一酸化炭素
（ＣＯ）にアンモニア（ＮＨ3 ）を添加したガス系を用
いる。その後、上記フォトレジストを除去する。
【０１８７】次いで、リソグラフィ技術とエッチング
（例えば反応性イオンエッチング）技術とにより、フォ
トレジストをマスクにして、ＴＭＲ素子１３と第２ラン
ディングパッド３３とを接続するためのバイパス線１６
を、例えば磁化固定層３０４と反強磁性体層３０５とに
より形成する。この構成では、書き込みワード線１１の
下部および側面側に形成した磁束集中器５１がＴＭＲ素
子１３の側面近傍に張り出しているため、書き込みワー
ド線１１により発生される電流磁界がＴＭＲ素子１３の
記憶層３０４に効率良く印加される。
（例えば反応性イオンエッチング）技術とにより、フォ
トレジストをマスクにして、ＴＭＲ素子１３と第２ラン
ディングパッド３３とを接続するためのバイパス線１６
を、例えば磁化固定層３０４と反強磁性体層３０５とに
より形成する。この構成では、書き込みワード線１１の
下部および側面側に形成した磁束集中器５１がＴＭＲ素
子１３の側面近傍に張り出しているため、書き込みワー
ド線１１により発生される電流磁界がＴＭＲ素子１３の
記憶層３０４に効率良く印加される。
【０１８８】次に、図２８の（５）に示すように、第３
絶縁膜４３上に、ＴＭＲ素子１３、バイパス線１６等を
覆う第４絶縁膜４４を形成する。この第４絶縁膜４４
は、例えばＣＶＤ法もしくはＰＶＤ法によって、酸化シ
リコンもしくは酸化アルミニウム等で形成される。その
後、化学的機械研磨によって第４絶縁膜４４表面を平坦
化研磨して、ＴＭＲ素子１３のキャップ層３１３上面を
露出させる。
絶縁膜４３上に、ＴＭＲ素子１３、バイパス線１６等を
覆う第４絶縁膜４４を形成する。この第４絶縁膜４４
は、例えばＣＶＤ法もしくはＰＶＤ法によって、酸化シ
リコンもしくは酸化アルミニウム等で形成される。その
後、化学的機械研磨によって第４絶縁膜４４表面を平坦
化研磨して、ＴＭＲ素子１３のキャップ層３１３上面を
露出させる。
【０１８９】次に標準的な配線形成技術によって、ビッ
ト線１２および周辺回路の配線（図示せず）、ボンディ
ングパッド領域（図示せず）を形成する。さらに全面に
保護膜となる第５絶縁膜（図示せず）を、例えばプラズ
マ窒化シリコン膜で形成した後、ボンディングパッド部
を開口して磁気メモリ装置のウエハプロセスを完了させ
る。
ト線１２および周辺回路の配線（図示せず）、ボンディ
ングパッド領域（図示せず）を形成する。さらに全面に
保護膜となる第５絶縁膜（図示せず）を、例えばプラズ
マ窒化シリコン膜で形成した後、ボンディングパッド部
を開口して磁気メモリ装置のウエハプロセスを完了させ
る。
【０１９０】次に、本発明の第１磁気メモリ装置の製造
方法に係る第３実施の形態を、図２９の製造工程断面図
によって説明する。ここでは、書き込みワード線より下
層の配線および読み出し用素子（例えば絶縁ゲート型電
界効果トランジスタ）は従来の方法で作製されるため、
説明は省略する。
方法に係る第３実施の形態を、図２９の製造工程断面図
によって説明する。ここでは、書き込みワード線より下
層の配線および読み出し用素子（例えば絶縁ゲート型電
界効果トランジスタ）は従来の方法で作製されるため、
説明は省略する。
【０１９１】図２９の（１）に示すように、第１絶縁膜
４１上にはセンス線１５、第１ランディングパッド３１
等が形成されている。これらの配線は、例えば６００ｎ
ｍの厚さの金属膜もしくは導電性金属化合物膜もしくは
導電性ポリシリコン膜で形成されている。また、第１絶
縁膜４１には、図示していない読み出しトランジスタの
拡散層に接続されるもので第１ランディングパッド３１
に接続するコンタクト３０が形成されている。なお、セ
ンス線１５より読み出しトランジスタの別の拡散層に接
続されるコンタクトの図示は省略した。上記第１絶縁膜
４１上に、上記センス線１５、第１ランディングパッド
３１頭を覆う第２絶縁膜４２を形成する。この第２絶縁
膜４２は、例えば高密度プラズマＣＶＤ法によりＨＤＰ
膜を例えば８００ｎｍの厚さに形成し、さらに、プラズ
マＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）−ＣＶＤ法によっ
て、Ｐ−ＴＥＯＳ膜を例えば１２００ｎｍの厚さに形成
する。その後、化学的機械研磨によって、第２絶縁膜４
２を研磨、平坦化し、センス線１５、第１ランディング
パッド３１上に例えば７００ｎｍの厚さの第２絶縁膜４
２を残す。
４１上にはセンス線１５、第１ランディングパッド３１
等が形成されている。これらの配線は、例えば６００ｎ
ｍの厚さの金属膜もしくは導電性金属化合物膜もしくは
導電性ポリシリコン膜で形成されている。また、第１絶
縁膜４１には、図示していない読み出しトランジスタの
拡散層に接続されるもので第１ランディングパッド３１
に接続するコンタクト３０が形成されている。なお、セ
ンス線１５より読み出しトランジスタの別の拡散層に接
続されるコンタクトの図示は省略した。上記第１絶縁膜
４１上に、上記センス線１５、第１ランディングパッド
３１頭を覆う第２絶縁膜４２を形成する。この第２絶縁
膜４２は、例えば高密度プラズマＣＶＤ法によりＨＤＰ
膜を例えば８００ｎｍの厚さに形成し、さらに、プラズ
マＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）−ＣＶＤ法によっ
て、Ｐ−ＴＥＯＳ膜を例えば１２００ｎｍの厚さに形成
する。その後、化学的機械研磨によって、第２絶縁膜４
２を研磨、平坦化し、センス線１５、第１ランディング
パッド３１上に例えば７００ｎｍの厚さの第２絶縁膜４
２を残す。
【０１９２】次に、リソグラフィ技術とエッチング技術
とを用いて、第２絶縁膜４２にセンス線１５、第１ラン
ディングパッド３１等に達するビアホール４２ｈを形成
する。図面ではセンス線１５に達するビアホールの図示
は省略した。次いで通常のタングステンプラグ形成技術
によって、上記ビアホール４２ｈ内にタングステンを埋
め込み、タングステンプラグからなるコンタクト３２を
形成する。なお、タングステンの成膜は例えば化学的気
相成長法、スパッタリング等の既存の成膜技術により行
い、第２絶縁膜４２上に形成される余剰なタングステン
膜の除去は、例えば化学的機械研磨もしくはエッチバッ
クにより行えばよい。
とを用いて、第２絶縁膜４２にセンス線１５、第１ラン
ディングパッド３１等に達するビアホール４２ｈを形成
する。図面ではセンス線１５に達するビアホールの図示
は省略した。次いで通常のタングステンプラグ形成技術
によって、上記ビアホール４２ｈ内にタングステンを埋
め込み、タングステンプラグからなるコンタクト３２を
形成する。なお、タングステンの成膜は例えば化学的気
相成長法、スパッタリング等の既存の成膜技術により行
い、第２絶縁膜４２上に形成される余剰なタングステン
膜の除去は、例えば化学的機械研磨もしくはエッチバッ
クにより行えばよい。
【０１９３】次に、第２絶縁膜４２上に第３絶縁膜４３
を形成する。この第３絶縁膜４３には、Ｐ−ＴＥＯＳ膜
を例えば４００ｎｍの厚さに形成したものを用いる。次
いで、リソグラフィ技術とエッチング技術とにより、第
３絶縁膜４３に書き込みワード線を形成するための配線
溝４３ｔ１と第２ランディングパッドを形成するための
配線溝４３ｔ２を形成する。
を形成する。この第３絶縁膜４３には、Ｐ−ＴＥＯＳ膜
を例えば４００ｎｍの厚さに形成したものを用いる。次
いで、リソグラフィ技術とエッチング技術とにより、第
３絶縁膜４３に書き込みワード線を形成するための配線
溝４３ｔ１と第２ランディングパッドを形成するための
配線溝４３ｔ２を形成する。
【０１９４】次に、図２９の（２）に示すように、ＰＶ
Ｄ法によって、上記配線溝４３ｔ１、４３ｔ２内面およ
び第３絶縁膜４３表面に、バリアメタル（図示せず）、
高透磁率層７３、配線材料層８１を順に成膜する。バリ
アメタル（図示せず）、高透磁率層７３、配線材料層８
１は、前記第１実施の形態で説明したのと同様な材料を
用いて形成することができる。
Ｄ法によって、上記配線溝４３ｔ１、４３ｔ２内面およ
び第３絶縁膜４３表面に、バリアメタル（図示せず）、
高透磁率層７３、配線材料層８１を順に成膜する。バリ
アメタル（図示せず）、高透磁率層７３、配線材料層８
１は、前記第１実施の形態で説明したのと同様な材料を
用いて形成することができる。
【０１９５】その後、化学的機械研磨によって、第３絶
縁膜４３上の余剰な上記配線材料層８１ないしバリアメ
タル（図示せず）を除去して、各配線溝４３ｔ１、４３
ｔ２内に上記配線材料層８１ないしバリアメタル（図示
せず）を残し、書き込みワード線１１および第２ランデ
ィングパッド３３を形成する。
縁膜４３上の余剰な上記配線材料層８１ないしバリアメ
タル（図示せず）を除去して、各配線溝４３ｔ１、４３
ｔ２内に上記配線材料層８１ないしバリアメタル（図示
せず）を残し、書き込みワード線１１および第２ランデ
ィングパッド３３を形成する。
【０１９６】次に、図２９の（３）に示すように、第３
絶縁膜４３の一部となる絶縁膜４３２を、例えば酸化ア
ルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）膜を例えば２０ｎｍの厚さに
堆積して形成する。その後、リソグラフィ技術とエッチ
ング技術とによって、フォトレジストをマスクにして絶
縁膜４３２のエッチングを行い、第２ランディングパッ
ド３３上の絶縁膜４３２に、これから形成されるＴＭＲ
素子と第２ランディングパッド３３との接続を図るビア
ホール４３２ｈを形成する。なお、上記絶縁膜４３２
は、酸化アルミニウム以外の絶縁材料（例えば酸化シリ
コン、窒化シリコン等）により形成することも可能であ
る。
絶縁膜４３の一部となる絶縁膜４３２を、例えば酸化ア
ルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）膜を例えば２０ｎｍの厚さに
堆積して形成する。その後、リソグラフィ技術とエッチ
ング技術とによって、フォトレジストをマスクにして絶
縁膜４３２のエッチングを行い、第２ランディングパッ
ド３３上の絶縁膜４３２に、これから形成されるＴＭＲ
素子と第２ランディングパッド３３との接続を図るビア
ホール４３２ｈを形成する。なお、上記絶縁膜４３２
は、酸化アルミニウム以外の絶縁材料（例えば酸化シリ
コン、窒化シリコン等）により形成することも可能であ
る。
【０１９７】続いて、ＰＶＤ法によって、上記開口部４
３２ｈ内を含む第３絶縁膜４３上に、バリア層（図示せ
ず）、反強磁性体層３０５、強磁性体からなる磁化固定
層３０２、トンネル絶縁層３０３、強磁性体からなる記
憶層３０４、キャップ層３１３を順次形成する。上記ト
ンネル絶縁層３０３は、上記記憶層３０４と上記磁化固
定層３０２との磁気的結合を切るとともに、トンネル電
流を流すための機能を有する。そのため、０．５ｎｍ〜
５ｎｍ程度の厚さに形成される。
３２ｈ内を含む第３絶縁膜４３上に、バリア層（図示せ
ず）、反強磁性体層３０５、強磁性体からなる磁化固定
層３０２、トンネル絶縁層３０３、強磁性体からなる記
憶層３０４、キャップ層３１３を順次形成する。上記ト
ンネル絶縁層３０３は、上記記憶層３０４と上記磁化固
定層３０２との磁気的結合を切るとともに、トンネル電
流を流すための機能を有する。そのため、０．５ｎｍ〜
５ｎｍ程度の厚さに形成される。
【０１９８】バリア層（図示せず）、反強磁性体層３０
５、磁化固定層３０２、トンネル絶縁層３０３、強磁性
体からなる記憶層３０４およびキャップ層３１３は、前
記第１実施の形態で説明したのと同様の材料を用いて形
成することができる。
５、磁化固定層３０２、トンネル絶縁層３０３、強磁性
体からなる記憶層３０４およびキャップ層３１３は、前
記第１実施の形態で説明したのと同様の材料を用いて形
成することができる。
【０１９９】次に、図２９の（４）に示すように、リソ
グラフィ技術とエッチング（例えば反応性イオンエッチ
ング）技術とにより、フォトレジストをマスクにして、
その後形成するＴＭＲ素子と第２ランディングパッド３
３とを接続するためのバイパス線となるパターン１７
を、例えばキャップ層３１３ないし絶縁膜４３２からな
る積層膜により形成する。次に、上記パターン１７を覆
う絶縁膜を、例えば３０ｎｍ程度の厚さのプラズマ窒化
シリコン膜、酸化シリコン膜もしくは酸化アルミニウム
膜で形成した後、異方性エッチングによりこの絶縁膜を
エッチバックしてサイドウォール絶縁膜９１Ｓを形成す
る。さらに、ＰＶＤ法によって、高透磁率層を形成した
後、この高透磁率層をエッチバックして、サイドウォー
ル絶縁膜９１Ｓの側面に高透磁率サイドウォール７５Ｓ
を形成する。このようにして、高透磁率層７３と高透磁
率サイドウォール７５Ｓとからなる磁束集中器５１が構
成される。この磁束集中器５１の高透磁率サイドウォー
ル７５Ｓの先端部７５ｓの高さは、上記記憶層３０４と
キャップ層３１３との界面以下とし、好ましくは、トン
ネル絶縁層３０３と記憶層３０４との界面から記憶層３
０４とキャップ層３１３との界面との間とする。
グラフィ技術とエッチング（例えば反応性イオンエッチ
ング）技術とにより、フォトレジストをマスクにして、
その後形成するＴＭＲ素子と第２ランディングパッド３
３とを接続するためのバイパス線となるパターン１７
を、例えばキャップ層３１３ないし絶縁膜４３２からな
る積層膜により形成する。次に、上記パターン１７を覆
う絶縁膜を、例えば３０ｎｍ程度の厚さのプラズマ窒化
シリコン膜、酸化シリコン膜もしくは酸化アルミニウム
膜で形成した後、異方性エッチングによりこの絶縁膜を
エッチバックしてサイドウォール絶縁膜９１Ｓを形成す
る。さらに、ＰＶＤ法によって、高透磁率層を形成した
後、この高透磁率層をエッチバックして、サイドウォー
ル絶縁膜９１Ｓの側面に高透磁率サイドウォール７５Ｓ
を形成する。このようにして、高透磁率層７３と高透磁
率サイドウォール７５Ｓとからなる磁束集中器５１が構
成される。この磁束集中器５１の高透磁率サイドウォー
ル７５Ｓの先端部７５ｓの高さは、上記記憶層３０４と
キャップ層３１３との界面以下とし、好ましくは、トン
ネル絶縁層３０３と記憶層３０４との界面から記憶層３
０４とキャップ層３１３との界面との間とする。
【０２００】次に、図２９の（５）に示すように、リソ
グラフィ技術とエッチング（例えば反応性イオンエッチ
ング）技術とにより、フォトレジストをマスクにして、
ＴＭＲ素子を形成するための積層膜（キャップ層３１３
〜反強磁性体層３０５）をエッチングして、ＴＭＲ素子
１３を形成する。このエッチングでは、例えばトンネル
絶縁層３０３から磁化固定層３０２の途中でエッチング
が終わるように終点を設定する。エッチングガスには塩
素（Ｃｌ）を含んだハロゲンガスもしくは一酸化炭素
（ＣＯ）にアンモニア（ＮＨ3 ）を添加したガス系を用
いる。この結果、ＴＭＲ素子１３が形成されるととも
に、ＴＭＲ素子１３と第２ランディングパッド３３とを
接続するためのバイパス線１６が反強磁性体層３０５と
磁化固定層３０２とで形成される。
グラフィ技術とエッチング（例えば反応性イオンエッチ
ング）技術とにより、フォトレジストをマスクにして、
ＴＭＲ素子を形成するための積層膜（キャップ層３１３
〜反強磁性体層３０５）をエッチングして、ＴＭＲ素子
１３を形成する。このエッチングでは、例えばトンネル
絶縁層３０３から磁化固定層３０２の途中でエッチング
が終わるように終点を設定する。エッチングガスには塩
素（Ｃｌ）を含んだハロゲンガスもしくは一酸化炭素
（ＣＯ）にアンモニア（ＮＨ3 ）を添加したガス系を用
いる。この結果、ＴＭＲ素子１３が形成されるととも
に、ＴＭＲ素子１３と第２ランディングパッド３３とを
接続するためのバイパス線１６が反強磁性体層３０５と
磁化固定層３０２とで形成される。
【０２０１】次に、図２９の（６）に示すように、第３
絶縁膜４３上に、ＴＭＲ素子１３、バイパス線１６等を
覆う第４絶縁膜４４を形成する。この第４絶縁膜４４
は、例えばＣＶＤ法もしくはＰＶＤ法によって、酸化シ
リコンもしくは酸化アルミニウム等で形成される。その
後、化学的機械研磨によって第４絶縁膜４４表面を平坦
化研磨して、ＴＭＲ素子１３のキャップ層３１３上面を
露出させる。
絶縁膜４３上に、ＴＭＲ素子１３、バイパス線１６等を
覆う第４絶縁膜４４を形成する。この第４絶縁膜４４
は、例えばＣＶＤ法もしくはＰＶＤ法によって、酸化シ
リコンもしくは酸化アルミニウム等で形成される。その
後、化学的機械研磨によって第４絶縁膜４４表面を平坦
化研磨して、ＴＭＲ素子１３のキャップ層３１３上面を
露出させる。
【０２０２】次に標準的な配線形成技術によって、ビッ
ト線１２および周辺回路の配線（図示せず）、ボンディ
ングパッド領域（図示せず）を形成する。さらに全面に
保護膜となる第５絶縁膜（図示せず）を、例えばプラズ
マ窒化シリコン膜で形成した後、ボンディングパッド部
を開口して磁気メモリ装置のウエハプロセスを完了させ
る。
ト線１２および周辺回路の配線（図示せず）、ボンディ
ングパッド領域（図示せず）を形成する。さらに全面に
保護膜となる第５絶縁膜（図示せず）を、例えばプラズ
マ窒化シリコン膜で形成した後、ボンディングパッド部
を開口して磁気メモリ装置のウエハプロセスを完了させ
る。
【０２０３】上記製造方法では、書き込みワード線１１
の周囲に形成された高透磁率層７３と高透磁率サイドウ
ォール７５Ｓとが接続されて磁束集中器５１が形成され
るとともに、この磁束集中器５１の高透磁率サイドウォ
ール７５ＳがＴＭＲ素子１３の側面近傍に張り出した状
態に形成されるため、書き込みワード線１１により発生
される電流磁界がＴＭＲ素子１３の記憶層３０４に効率
良く印加されることになる。
の周囲に形成された高透磁率層７３と高透磁率サイドウ
ォール７５Ｓとが接続されて磁束集中器５１が形成され
るとともに、この磁束集中器５１の高透磁率サイドウォ
ール７５ＳがＴＭＲ素子１３の側面近傍に張り出した状
態に形成されるため、書き込みワード線１１により発生
される電流磁界がＴＭＲ素子１３の記憶層３０４に効率
良く印加されることになる。
【０２０４】次に、本発明の第１磁気メモリ装置の製造
方法に係る第４実施の形態を、図３０の製造工程断面図
によって説明する。ここでは、前記図１０によって説明
した第１磁気メモリ装置の第３実施の形態の基本構成を
得る製造方法を示す。
方法に係る第４実施の形態を、図３０の製造工程断面図
によって説明する。ここでは、前記図１０によって説明
した第１磁気メモリ装置の第３実施の形態の基本構成を
得る製造方法を示す。
【０２０５】図３０の（１）に示すように、この製造方
法は、前記図２８の（１）によって説明した製造方法に
おいて、ＰＶＤ法によって、第２絶縁膜４２表面に、バ
リアメタル（図示せず）、高透磁率層７３、書き込みワ
ード線やランディングパッドを形成するための配線材料
層８１を成膜した後、高透磁率層７６を成膜する。次い
で、ダミー膜８２を例えばプラズマ窒化シリコンを例え
ば４０ｎｍの厚さに堆積して形成する。その後の工程
は、前記図２８によって説明したのと同様である。
法は、前記図２８の（１）によって説明した製造方法に
おいて、ＰＶＤ法によって、第２絶縁膜４２表面に、バ
リアメタル（図示せず）、高透磁率層７３、書き込みワ
ード線やランディングパッドを形成するための配線材料
層８１を成膜した後、高透磁率層７６を成膜する。次い
で、ダミー膜８２を例えばプラズマ窒化シリコンを例え
ば４０ｎｍの厚さに堆積して形成する。その後の工程
は、前記図２８によって説明したのと同様である。
【０２０６】この結果、図３０の（２）に示すように、
書き込みワード線１１の周囲を、高透磁率層７３、高透
磁率サイドウォール７４Ｓおよび高透磁率層７６によっ
て取り囲むとともにＴＭＲ素子１３の側方に高透磁率サ
イドウォール７４Ｓが延長形成された磁束集中器５１
（５１ｂ）が形成される。この磁束集中器５１の側壁部
分となる高透磁率サイドウォール７４Ｓの先端部５１ｓ
は、上記第１磁気メモリ装置の製造方法に係る第２実施
の形態と同様に設定されて形成される。その後の製造工
程は、前記図２８の（３）以降によって説明した製造方
法により行えば良い。
書き込みワード線１１の周囲を、高透磁率層７３、高透
磁率サイドウォール７４Ｓおよび高透磁率層７６によっ
て取り囲むとともにＴＭＲ素子１３の側方に高透磁率サ
イドウォール７４Ｓが延長形成された磁束集中器５１
（５１ｂ）が形成される。この磁束集中器５１の側壁部
分となる高透磁率サイドウォール７４Ｓの先端部５１ｓ
は、上記第１磁気メモリ装置の製造方法に係る第２実施
の形態と同様に設定されて形成される。その後の製造工
程は、前記図２８の（３）以降によって説明した製造方
法により行えば良い。
【０２０７】次に、本発明の第１磁気メモリ装置の製造
方法に係る第５実施の形態を、図３１の概略構成断面図
によって説明する。ここでは、前記図１１によって説明
した第１磁気メモリ装置の第３実施の形態の製造方法を
示す。
方法に係る第５実施の形態を、図３１の概略構成断面図
によって説明する。ここでは、前記図１１によって説明
した第１磁気メモリ装置の第３実施の形態の製造方法を
示す。
【０２０８】図３１の（１）に示すように、この製造方
法は、前記図２８の（１）によって説明した製造方法に
おいて、ＰＶＤ法によって、第２絶縁膜４２表面に、バ
リアメタル（図示せず）、高透磁率層７３、絶縁膜９２
を成膜する。その後、リソグラフィ技術とエッチング技
術とを用いて、絶縁膜９２を貫通して高透磁率層７３も
しくはコンタクト３２に達する開口部９２ｈを形成す
る。
法は、前記図２８の（１）によって説明した製造方法に
おいて、ＰＶＤ法によって、第２絶縁膜４２表面に、バ
リアメタル（図示せず）、高透磁率層７３、絶縁膜９２
を成膜する。その後、リソグラフィ技術とエッチング技
術とを用いて、絶縁膜９２を貫通して高透磁率層７３も
しくはコンタクト３２に達する開口部９２ｈを形成す
る。
【０２０９】次いで、上記開口部９２ｈ内も含めて上記
絶縁膜９２上に、書き込みワード線やランディングパッ
ドを形成するための配線材料層８１を形成し、さらにダ
ミー膜８２を例えばプラズマ窒化シリコンを４０ｎｍの
厚さに堆積して形成する。
絶縁膜９２上に、書き込みワード線やランディングパッ
ドを形成するための配線材料層８１を形成し、さらにダ
ミー膜８２を例えばプラズマ窒化シリコンを４０ｎｍの
厚さに堆積して形成する。
【０２１０】次に、リソグラフィ技術とエッチング技術
とによって、フォトレジストをマスクに用いて、上記ダ
ミー膜８２、配線材料層７１、絶縁膜９２を順次エッチ
ングして、上記ダミー膜８２を載せた状態で、配線材料
層８１からなる書き込みワード線１１、コンタクト３２
に接続する第２ランディングパッド３３を形成する。
とによって、フォトレジストをマスクに用いて、上記ダ
ミー膜８２、配線材料層７１、絶縁膜９２を順次エッチ
ングして、上記ダミー膜８２を載せた状態で、配線材料
層８１からなる書き込みワード線１１、コンタクト３２
に接続する第２ランディングパッド３３を形成する。
【０２１１】次に、図３１の（２）に示すように、ＣＶ
Ｄ法によって、上記第２絶縁膜４２上に上記ダミー膜８
２を覆う絶縁膜を形成した後、絶縁膜の全面をエッチバ
ックして、ダミー膜８２を載せた書き込みワード線１
１、第２ランディングパッド３３の各側壁に絶縁膜サイ
ドウォール９１Ｓを形成する。この絶縁膜サイドウォー
ル９１Ｓは、少なくとも上記絶縁膜９２に接続され、か
つ上記ダミー膜８２の側壁を覆う状態に形成される。
Ｄ法によって、上記第２絶縁膜４２上に上記ダミー膜８
２を覆う絶縁膜を形成した後、絶縁膜の全面をエッチバ
ックして、ダミー膜８２を載せた書き込みワード線１
１、第２ランディングパッド３３の各側壁に絶縁膜サイ
ドウォール９１Ｓを形成する。この絶縁膜サイドウォー
ル９１Ｓは、少なくとも上記絶縁膜９２に接続され、か
つ上記ダミー膜８２の側壁を覆う状態に形成される。
【０２１２】続いてＰＶＤ法によって、上記第２絶縁膜
４２上に上記プラズマ窒化シリコン膜や絶縁膜サイドウ
ォール９１Ｓを覆う高透磁率層を形成した後、高透磁率
層の全面をエッチバックして、ダミー膜８２を載せた書
き込みワード線１１、第２ランディングパッド３３の各
側壁に高透磁率サイドウォール７５Ｓを形成する。この
際、この磁束集中器５１の側壁部分となる高透磁率サイ
ドウォール７５Ｓの先端部７５ｓは、上記第１磁気メモ
リ装置の製造方法に係る第２実施の形態の高透磁率サイ
ドウォール７４Ｓと同様に設定されて形成される。この
ようにして、書き込みワード線１１の周囲を、絶縁膜９
２、絶縁膜サイドウォール９１Ｓを介して、高透磁率層
７３、高透磁率サイドウォール７５Ｓおよび高透磁率層
７６によって囲むとともにＴＭＲ素子１３側に高透磁率
サイドウォール７５Ｓが延長形成された磁束集中器５１
（５１ｃ）が形成される
４２上に上記プラズマ窒化シリコン膜や絶縁膜サイドウ
ォール９１Ｓを覆う高透磁率層を形成した後、高透磁率
層の全面をエッチバックして、ダミー膜８２を載せた書
き込みワード線１１、第２ランディングパッド３３の各
側壁に高透磁率サイドウォール７５Ｓを形成する。この
際、この磁束集中器５１の側壁部分となる高透磁率サイ
ドウォール７５Ｓの先端部７５ｓは、上記第１磁気メモ
リ装置の製造方法に係る第２実施の形態の高透磁率サイ
ドウォール７４Ｓと同様に設定されて形成される。この
ようにして、書き込みワード線１１の周囲を、絶縁膜９
２、絶縁膜サイドウォール９１Ｓを介して、高透磁率層
７３、高透磁率サイドウォール７５Ｓおよび高透磁率層
７６によって囲むとともにＴＭＲ素子１３側に高透磁率
サイドウォール７５Ｓが延長形成された磁束集中器５１
（５１ｃ）が形成される
【０２１３】続いて、選択的エッチングによりダミー膜
８２のみを除去する。なお、上記高透磁率サイドウォー
ル７５Ｓを形成するエッチバック時に、上記高透磁率層
７３、バリアメタル（図示せず）を除去する。なお、高
透磁率層７３およびバリアメタルの不要部分の除去は、
絶縁膜サイドウォール９１Ｓの形成後に行うこともでき
る。その後の工程は、前記図２８の（３）以降によって
説明した工程と同様である。
８２のみを除去する。なお、上記高透磁率サイドウォー
ル７５Ｓを形成するエッチバック時に、上記高透磁率層
７３、バリアメタル（図示せず）を除去する。なお、高
透磁率層７３およびバリアメタルの不要部分の除去は、
絶縁膜サイドウォール９１Ｓの形成後に行うこともでき
る。その後の工程は、前記図２８の（３）以降によって
説明した工程と同様である。
【０２１４】次に、本発明の第１磁気メモリ装置の製造
方法に係る第６実施の形態を、図３２の概略構成断面図
によって説明する。ここでは、前記図１２によって説明
した第１磁気メモリ装置の第４実施の形態の製造方法を
示す。
方法に係る第６実施の形態を、図３２の概略構成断面図
によって説明する。ここでは、前記図１２によって説明
した第１磁気メモリ装置の第４実施の形態の製造方法を
示す。
【０２１５】図３２の（１）に示すように、この製造方
法は、前記図３１の（１）によって説明した製造方法に
おいて、ＰＶＤ法によって、第２絶縁膜４２表面に、バ
リアメタル（図示せず）、高透磁率層７３、絶縁膜９
２、書き込みワード線やランディングパッドを形成する
ための配線材料層８１を成膜した後、絶縁膜９３を形成
してから高透磁率層７１を成膜する。次いで、ダミー膜
８２を例えばプラズマ窒化シリコンを４０ｎｍの厚さに
堆積して形成する。その後の工程は、前記図３１によっ
て説明したのと同様である。
法は、前記図３１の（１）によって説明した製造方法に
おいて、ＰＶＤ法によって、第２絶縁膜４２表面に、バ
リアメタル（図示せず）、高透磁率層７３、絶縁膜９
２、書き込みワード線やランディングパッドを形成する
ための配線材料層８１を成膜した後、絶縁膜９３を形成
してから高透磁率層７１を成膜する。次いで、ダミー膜
８２を例えばプラズマ窒化シリコンを４０ｎｍの厚さに
堆積して形成する。その後の工程は、前記図３１によっ
て説明したのと同様である。
【０２１６】この結果、図３２の（２）に示すように、
配線材料層８１からなる書き込みワード線１１の周囲
を、絶縁膜９２、９３、絶縁膜サイドウォール９１Ｓを
介して、高透磁率層７３、高透磁率サイドウォール７５
Ｓおよび高透磁率層７１によって取り囲むとともに、Ｔ
ＭＲ素子１３側方に高透磁率サイドウォール７５Ｓが延
長形成された磁束集中器５１（５１ｄ）が形成される。
上記絶縁膜サイドウォール９１Ｓは、少なくとも上記絶
縁膜９２、９３に接続する状態に形成される。この磁束
集中器５１の側壁部分となる高透磁率サイドウォール７
５Ｓの先端部７５ｓは、上記第１磁気メモリ装置の製造
方法に係る第２実施の形態と同様に設定されて形成され
る。
配線材料層８１からなる書き込みワード線１１の周囲
を、絶縁膜９２、９３、絶縁膜サイドウォール９１Ｓを
介して、高透磁率層７３、高透磁率サイドウォール７５
Ｓおよび高透磁率層７１によって取り囲むとともに、Ｔ
ＭＲ素子１３側方に高透磁率サイドウォール７５Ｓが延
長形成された磁束集中器５１（５１ｄ）が形成される。
上記絶縁膜サイドウォール９１Ｓは、少なくとも上記絶
縁膜９２、９３に接続する状態に形成される。この磁束
集中器５１の側壁部分となる高透磁率サイドウォール７
５Ｓの先端部７５ｓは、上記第１磁気メモリ装置の製造
方法に係る第２実施の形態と同様に設定されて形成され
る。
【０２１７】上記第１磁気メモリ装置の製造方法では、
少なくとも、書き込みワード線１１の両側面およびＴＭ
Ｒ素子１３に対向する面とは反対側の面に高透磁率層６
１、６２、６３等からなる磁束集中器５１（５１ａ〜５
１ｄ）を形成する工程を備え、書き込みワード線１１の
両側面に形成される高透磁率サイドウォール６２Ｓの少
なくとも一方を書き込みワード線１１よりＴＭＲ素子１
３側に突き出した状態に形成する。このことから、書き
込みワード線１１に電流を流した際に発せられる電流磁
界は、書き込みワード線の両側面に形成される高透磁率
サイドウォール７５Ｓもしくは高透磁率サイドウォール
７５Ｓによって、ＴＭＲ素子１３の記憶層に効率よく集
中されるようになる。このため書き込みのための電流値
を下げることが可能になり、消費電流の低減が図れると
ともに書き込みワード線１１のエレクトロマイグレーシ
ョンに対する寿命が高められる。また駆動電流が少なく
てすむことから電流駆動回路の面積を縮小することがで
き、集積度を高められる。さらに漏れ磁界が少なくなる
ため隣接セルとの干渉効果が低減される。
少なくとも、書き込みワード線１１の両側面およびＴＭ
Ｒ素子１３に対向する面とは反対側の面に高透磁率層６
１、６２、６３等からなる磁束集中器５１（５１ａ〜５
１ｄ）を形成する工程を備え、書き込みワード線１１の
両側面に形成される高透磁率サイドウォール６２Ｓの少
なくとも一方を書き込みワード線１１よりＴＭＲ素子１
３側に突き出した状態に形成する。このことから、書き
込みワード線１１に電流を流した際に発せられる電流磁
界は、書き込みワード線の両側面に形成される高透磁率
サイドウォール７５Ｓもしくは高透磁率サイドウォール
７５Ｓによって、ＴＭＲ素子１３の記憶層に効率よく集
中されるようになる。このため書き込みのための電流値
を下げることが可能になり、消費電流の低減が図れると
ともに書き込みワード線１１のエレクトロマイグレーシ
ョンに対する寿命が高められる。また駆動電流が少なく
てすむことから電流駆動回路の面積を縮小することがで
き、集積度を高められる。さらに漏れ磁界が少なくなる
ため隣接セルとの干渉効果が低減される。
【０２１８】次に、本発明の第２磁気メモリ装置の製造
方法に係る第１実施の形態を、図３３の製造工程断面図
によって説明する。ここでＴＭＲ素子１３、第４絶縁膜
４４等より下層の構成は、従来技術もしくは上記第１磁
気メモリ装置の製造方法によって形成されるので、ここ
での説明は省略する。
方法に係る第１実施の形態を、図３３の製造工程断面図
によって説明する。ここでＴＭＲ素子１３、第４絶縁膜
４４等より下層の構成は、従来技術もしくは上記第１磁
気メモリ装置の製造方法によって形成されるので、ここ
での説明は省略する。
【０２１９】図３３の（１）に示すように、第４絶縁膜
４４の表面にＴＭＲ素子１３のキャップ層３１３が露出
された状態に形成されている。上記第４絶縁膜４４の表
面は平坦化されている。上記ＴＭＲ素子１３は、従来の
磁気メモリ装置の製造方法もしくは前記説明した第１磁
気メモリ装置の製造方法によって形成されている。
４４の表面にＴＭＲ素子１３のキャップ層３１３が露出
された状態に形成されている。上記第４絶縁膜４４の表
面は平坦化されている。上記ＴＭＲ素子１３は、従来の
磁気メモリ装置の製造方法もしくは前記説明した第１磁
気メモリ装置の製造方法によって形成されている。
【０２２０】次に、図３３の（２）に示すように、ＰＶ
Ｄ法によって、第４絶縁膜４４表面に、バリアメタル
（図示せず）を、例えばチタン（Ｔｉ）を５ｎｍの厚さ
に堆積した後、窒化チタン（ＴｉＮ）を２０ｎｍの厚さ
に堆積して形成する。次いで、ＰＶＤ法によって、ビッ
ト線を形成するための配線材料層８３を例えばアルミニ
ウム、銅もしくはアルミニウム銅合金を５００ｎｍの厚
さに堆積して形成する。さらにＰＶＤ法によって、高透
磁率層７７を３０ｎｍの厚さに形成する。
Ｄ法によって、第４絶縁膜４４表面に、バリアメタル
（図示せず）を、例えばチタン（Ｔｉ）を５ｎｍの厚さ
に堆積した後、窒化チタン（ＴｉＮ）を２０ｎｍの厚さ
に堆積して形成する。次いで、ＰＶＤ法によって、ビッ
ト線を形成するための配線材料層８３を例えばアルミニ
ウム、銅もしくはアルミニウム銅合金を５００ｎｍの厚
さに堆積して形成する。さらにＰＶＤ法によって、高透
磁率層７７を３０ｎｍの厚さに形成する。
【０２２１】次いでリソグラフィ技術とエッチング技術
とによって、ビット線を形成するためのレジストマスク
９４を形成し、それを用いて、上記高透磁率層７７、配
線材料層８３、バリアメタル（図示せず）、第４絶縁膜
４４を順次エッチングして、上記高透磁率層７７を載せ
たビット線１２を形成する。このエッチングでは、第４
絶縁膜４４の途中までエッチングを進める。その深さ
は、例えばＴＭＲ素子の記憶層３０４とトンネル絶縁層
３０３との境界までの深さとする。好ましくは、記憶層
３０４とトンネル絶縁層３０３との境界から記憶層３０
４とキャップ層３１３との境界までの深さとする。この
ように深さを設定することによって、後に形成される磁
束集中器５２側壁部分の先端部の位置が、ＴＭＲ素子の
記憶層に電流磁界を集中しやすい位置に形成されること
になる。
とによって、ビット線を形成するためのレジストマスク
９４を形成し、それを用いて、上記高透磁率層７７、配
線材料層８３、バリアメタル（図示せず）、第４絶縁膜
４４を順次エッチングして、上記高透磁率層７７を載せ
たビット線１２を形成する。このエッチングでは、第４
絶縁膜４４の途中までエッチングを進める。その深さ
は、例えばＴＭＲ素子の記憶層３０４とトンネル絶縁層
３０３との境界までの深さとする。好ましくは、記憶層
３０４とトンネル絶縁層３０３との境界から記憶層３０
４とキャップ層３１３との境界までの深さとする。この
ように深さを設定することによって、後に形成される磁
束集中器５２側壁部分の先端部の位置が、ＴＭＲ素子の
記憶層に電流磁界を集中しやすい位置に形成されること
になる。
【０２２２】次に図３３の（３）に示すように、ＰＶＤ
法によって、高透磁率層７７を含むビット線１２を覆う
高透磁率層を形成した後、この高透磁率層をエッチバッ
クして、ビット線１２の側壁に高透磁率層からなる高透
磁率サイドウォール７８Ｓを形成する。このようにし
て、高透磁率層７７とこれに接続される高透磁率サイド
ウォール７８Ｓとからなる磁束集中器５２（５２ａ）が
形成される。
法によって、高透磁率層７７を含むビット線１２を覆う
高透磁率層を形成した後、この高透磁率層をエッチバッ
クして、ビット線１２の側壁に高透磁率層からなる高透
磁率サイドウォール７８Ｓを形成する。このようにし
て、高透磁率層７７とこれに接続される高透磁率サイド
ウォール７８Ｓとからなる磁束集中器５２（５２ａ）が
形成される。
【０２２３】上記製造方法によれば、高透磁率層７７と
高透磁率サイドウォール７８Ｓとからなる磁束集中器５
１により磁気回路が形成され、ビット線１２による磁場
を効果的にＴＭＲ素子１３の記憶層３０４に集中させる
ことができる。
高透磁率サイドウォール７８Ｓとからなる磁束集中器５
１により磁気回路が形成され、ビット線１２による磁場
を効果的にＴＭＲ素子１３の記憶層３０４に集中させる
ことができる。
【０２２４】次に、本発明の第２磁気メモリ装置の製造
方法に係る第２実施の形態を、図３４の製造工程断面図
によって説明する。ここでは、前記図１３によって説明
した第２磁気メモリ装置の第１実施の形態に係る別の製
造方法を示す。また、ＴＭＲ素子１３、第４絶縁膜４４
等より下層の構成は、従来技術もしくは上記第１磁気メ
モリ装置の製造方法によって形成されるので、ここでの
説明は省略する。
方法に係る第２実施の形態を、図３４の製造工程断面図
によって説明する。ここでは、前記図１３によって説明
した第２磁気メモリ装置の第１実施の形態に係る別の製
造方法を示す。また、ＴＭＲ素子１３、第４絶縁膜４４
等より下層の構成は、従来技術もしくは上記第１磁気メ
モリ装置の製造方法によって形成されるので、ここでの
説明は省略する。
【０２２５】図３４の（１）に示すように、既存の製造
方法によって、もしくは前記第１磁気メモリ装置の製造
方法によって、書き込みワード線１１上に第３絶縁膜４
３の一部を介して、最上層にキャップ層３１３を設けた
ＴＭＲ素子１３が形成されている。なお、ＴＭＲ素子１
３を構成する反強磁性体層３０５および磁化固定層３０
２で形成されるバイパス線１６は紙面垂直方向に延び、
幅方向においてＴＭＲ素子１３とバイパス線１６とが一
致しているように形成されている。ＴＭＲ素子１３の構
成およびその製造方法は、前記説明した構成およびその
製造方法を用いることが可能であり、もちろん、従来か
ら知られている構成および製造方法を用いることも可能
である。
方法によって、もしくは前記第１磁気メモリ装置の製造
方法によって、書き込みワード線１１上に第３絶縁膜４
３の一部を介して、最上層にキャップ層３１３を設けた
ＴＭＲ素子１３が形成されている。なお、ＴＭＲ素子１
３を構成する反強磁性体層３０５および磁化固定層３０
２で形成されるバイパス線１６は紙面垂直方向に延び、
幅方向においてＴＭＲ素子１３とバイパス線１６とが一
致しているように形成されている。ＴＭＲ素子１３の構
成およびその製造方法は、前記説明した構成およびその
製造方法を用いることが可能であり、もちろん、従来か
ら知られている構成および製造方法を用いることも可能
である。
【０２２６】次に、図３４の（２）に示すように、ＣＶ
Ｄ法もしくはＰＶＤ法によって、上記第３絶縁膜４３上
に上記ＴＭＲ素子１３、バイパス線（図示せず）等を覆
う絶縁膜を例えばプラズマ窒化シリコンもしくは酸化ア
ルミニウムにより形成する。その後、この絶縁膜のエッ
チバックを行い、ＴＭＲ素子１３の側壁に絶縁膜サイド
ウォール９５Ｓを形成する。次いで、ＣＶＤ法もしくは
ＰＶＤ法によって、上記ＴＭＲ素子１３等を覆う第４絶
縁膜４４を例えば酸化シリコン膜で形成する。その後、
化学的機械研磨によって、上記第４絶縁膜４４の表面を
平坦化研磨するとともに、ＴＭＲ素子１３の最上層に形
成されているキャップ層３１３を露出させる。
Ｄ法もしくはＰＶＤ法によって、上記第３絶縁膜４３上
に上記ＴＭＲ素子１３、バイパス線（図示せず）等を覆
う絶縁膜を例えばプラズマ窒化シリコンもしくは酸化ア
ルミニウムにより形成する。その後、この絶縁膜のエッ
チバックを行い、ＴＭＲ素子１３の側壁に絶縁膜サイド
ウォール９５Ｓを形成する。次いで、ＣＶＤ法もしくは
ＰＶＤ法によって、上記ＴＭＲ素子１３等を覆う第４絶
縁膜４４を例えば酸化シリコン膜で形成する。その後、
化学的機械研磨によって、上記第４絶縁膜４４の表面を
平坦化研磨するとともに、ＴＭＲ素子１３の最上層に形
成されているキャップ層３１３を露出させる。
【０２２７】次いで、図３４の（３）に示すように、さ
らに上記第４絶縁膜４４上に第５絶縁膜４５を、例えば
４００ｎｍの厚さの酸化シリコン膜で形成する。その
後、リソグラフィ技術とエッチング技術とによって、Ｔ
ＭＲ素子１３よりも幅が広くなるようにビット線用溝パ
ターンを形成する開口部を有するレジストマスク（図示
せず）を形成し、それを用いて、ＴＭＲ素子１３上の第
５絶縁膜４５にビット線用の配線溝４５ｔを形成する。
さらにエッチングを進めて、絶縁膜サイドウォール９５
Ｓの側部の第４絶縁膜４４に溝４４ｔを形成する。この
エッチングでは、酸化シリコンとプラズマ窒化シリコン
もしくは酸化アルミニウムとの選択比の高い条件で異方
性エッチングを行いＴＭＲ素子１３の側面、例えばＴＭ
Ｒ素子１３のキャップ層３１３と記憶層３０４との界面
と同等の高さ付近でエッチングを止める。
らに上記第４絶縁膜４４上に第５絶縁膜４５を、例えば
４００ｎｍの厚さの酸化シリコン膜で形成する。その
後、リソグラフィ技術とエッチング技術とによって、Ｔ
ＭＲ素子１３よりも幅が広くなるようにビット線用溝パ
ターンを形成する開口部を有するレジストマスク（図示
せず）を形成し、それを用いて、ＴＭＲ素子１３上の第
５絶縁膜４５にビット線用の配線溝４５ｔを形成する。
さらにエッチングを進めて、絶縁膜サイドウォール９５
Ｓの側部の第４絶縁膜４４に溝４４ｔを形成する。この
エッチングでは、酸化シリコンとプラズマ窒化シリコン
もしくは酸化アルミニウムとの選択比の高い条件で異方
性エッチングを行いＴＭＲ素子１３の側面、例えばＴＭ
Ｒ素子１３のキャップ層３１３と記憶層３０４との界面
と同等の高さ付近でエッチングを止める。
【０２２８】次いで、図３４の（４）に示すように、Ｐ
ＶＤ法によって、溝４４ｔを埋め込むとともに配線溝４
５ｔの内面に高透磁率層を形成した後、エッチバックに
より溝４４ｔ内部に残すとともに配線溝４５ｔの側面に
高透磁率層を残すことで高透磁率サイドウォール７８Ｓ
を形成する。
ＶＤ法によって、溝４４ｔを埋め込むとともに配線溝４
５ｔの内面に高透磁率層を形成した後、エッチバックに
より溝４４ｔ内部に残すとともに配線溝４５ｔの側面に
高透磁率層を残すことで高透磁率サイドウォール７８Ｓ
を形成する。
【０２２９】次いで、ＰＶＤ法によって、上記配線溝４
５ｔの内面および第５絶縁膜４５表面に、バリアメタル
（図示せず）を、例えばチタン（Ｔｉ）を５ｎｍの厚さ
に堆積した後、窒化チタン（ＴｉＮ）を２０ｎｍの厚さ
に堆積して形成する。続いて、ＰＶＤ法によって、上記
バリアメタル上に、上記配線溝４５ｔ内を埋め込むよう
にビット線を形成するための配線材料層８３を、例えば
アルミニウム、銅もしくはアルミニウム銅合金を５００
ｎｍの厚さに堆積して形成する。その後、化学的機械研
磨によって、第５絶縁膜４５上の余剰な配線材料層８３
およびバリアメタルを研磨除去して、配線溝４５ｔ内に
バリアメタルを介して配線材料層からなるビット線１２
を形成する。
５ｔの内面および第５絶縁膜４５表面に、バリアメタル
（図示せず）を、例えばチタン（Ｔｉ）を５ｎｍの厚さ
に堆積した後、窒化チタン（ＴｉＮ）を２０ｎｍの厚さ
に堆積して形成する。続いて、ＰＶＤ法によって、上記
バリアメタル上に、上記配線溝４５ｔ内を埋め込むよう
にビット線を形成するための配線材料層８３を、例えば
アルミニウム、銅もしくはアルミニウム銅合金を５００
ｎｍの厚さに堆積して形成する。その後、化学的機械研
磨によって、第５絶縁膜４５上の余剰な配線材料層８３
およびバリアメタルを研磨除去して、配線溝４５ｔ内に
バリアメタルを介して配線材料層からなるビット線１２
を形成する。
【０２３０】次に、図３４の（５）に示すように、ＰＶ
Ｄ法によって、上記第５絶縁膜４５上にビット線１２を
覆う高透磁率層７７を５０ｎｍの厚さに形成する。その
後、リソグラフィ技術とエッチング技術とにより、ビッ
ト線１２上を覆うようなレジストマスク（図示せず）を
形成した後、それを用いて高透磁率層７７のエッチング
を行う。この結果、ビット線１２の上面および側面を覆
う高透磁率層７７と高透磁率サイドウォール７８Ｓとか
らなる磁束集中器５２（５２ａ）が形成される。このよ
うに磁束集中器５２による磁気回路によって、ビット線
１２によって作られる電流磁界をＴＭＲ素子１３の記憶
層３０４に集中させることができるので、高い効率で書
き込みが行えるようになる。
Ｄ法によって、上記第５絶縁膜４５上にビット線１２を
覆う高透磁率層７７を５０ｎｍの厚さに形成する。その
後、リソグラフィ技術とエッチング技術とにより、ビッ
ト線１２上を覆うようなレジストマスク（図示せず）を
形成した後、それを用いて高透磁率層７７のエッチング
を行う。この結果、ビット線１２の上面および側面を覆
う高透磁率層７７と高透磁率サイドウォール７８Ｓとか
らなる磁束集中器５２（５２ａ）が形成される。このよ
うに磁束集中器５２による磁気回路によって、ビット線
１２によって作られる電流磁界をＴＭＲ素子１３の記憶
層３０４に集中させることができるので、高い効率で書
き込みが行えるようになる。
【０２３１】次に、本発明の第２磁気メモリ装置の製造
方法に係る第３実施の形態を、図３５の製造工程断面図
によって説明する。ここでは、前記図１４によって説明
した第２磁気メモリ装置の第３実施の形態の製造方法を
示す。
方法に係る第３実施の形態を、図３５の製造工程断面図
によって説明する。ここでは、前記図１４によって説明
した第２磁気メモリ装置の第３実施の形態の製造方法を
示す。
【０２３２】図３５の（１）に示すように、前記図３３
の（１）に示す工程において、第４絶縁膜を化学的機械
研磨してＴＭＲ素子１３のキャップ層３１３を露出させ
た後、ＰＶＤ法によって、第４絶縁膜４４表面に高透磁
率層７２を形成する。次いで、上記高透磁率層７２上
に、前記図３３の（２）によって説明したのと同様にし
て、バリアメタル（図示せず）、ビット線を形成するた
めの配線材料層８１、高透磁率層７７を順に形成すれば
よい。
の（１）に示す工程において、第４絶縁膜を化学的機械
研磨してＴＭＲ素子１３のキャップ層３１３を露出させ
た後、ＰＶＤ法によって、第４絶縁膜４４表面に高透磁
率層７２を形成する。次いで、上記高透磁率層７２上
に、前記図３３の（２）によって説明したのと同様にし
て、バリアメタル（図示せず）、ビット線を形成するた
めの配線材料層８１、高透磁率層７７を順に形成すれば
よい。
【０２３３】その後の工程は、前記図３３の（３）によ
って説明したプロセスと同様である。このプロセスにお
いて、ビット線を形成するエッチングでは、上記高透磁
率層７２も同時にエッチングする。その結果、図３５の
（２）に示すように、配線材料層８１でビット線１２が
形成されるとともに、ビット線１２を高透磁率層７２、
７７および高透磁率サイドウォール７８Ｓで覆う磁束集
中器５２（５２ｂ）が形成される。この高透磁率サイド
ウォール７８Ｓの先端部の位置は、前記第２磁気メモリ
装置の製造方法に係る第１実施の形態と同様に設定され
る。
って説明したプロセスと同様である。このプロセスにお
いて、ビット線を形成するエッチングでは、上記高透磁
率層７２も同時にエッチングする。その結果、図３５の
（２）に示すように、配線材料層８１でビット線１２が
形成されるとともに、ビット線１２を高透磁率層７２、
７７および高透磁率サイドウォール７８Ｓで覆う磁束集
中器５２（５２ｂ）が形成される。この高透磁率サイド
ウォール７８Ｓの先端部の位置は、前記第２磁気メモリ
装置の製造方法に係る第１実施の形態と同様に設定され
る。
【０２３４】次に、本発明の第２磁気メモリ装置の製造
方法に係る第４実施の形態を、図３６の製造工程断面図
によって説明する。ここでは、前記図１５によって説明
した第２磁気メモリ装置の第４実施の形態の製造方法を
示す。
方法に係る第４実施の形態を、図３６の製造工程断面図
によって説明する。ここでは、前記図１５によって説明
した第２磁気メモリ装置の第４実施の形態の製造方法を
示す。
【０２３５】図３６の（１）に示すように、前記図３３
の（２）に示す工程において、バリアメタル（図示せ
ず）、ビット線を形成するための配線材料層８１を形成
した後、絶縁膜９６を形成し、その後高透磁率層７７を
形成する。
の（２）に示す工程において、バリアメタル（図示せ
ず）、ビット線を形成するための配線材料層８１を形成
した後、絶縁膜９６を形成し、その後高透磁率層７７を
形成する。
【０２３６】次いでリソグラフィ技術とエッチング技術
とによって、ＴＭＲ素子１３のキャップ層３１３に接続
するビット線を形成するためのレジストマスク（図示せ
ず）を形成し、それを用いて、上記高透磁率層７７、絶
縁膜９６、配線材料層８１、バリアメタル（図示せ
ず）、第４絶縁膜４４を順次エッチングして、上記絶縁
膜９６を介して高透磁率層７７を載せたビット線１２を
上記配線材料層８１で形成する。このエッチングでは、
第４絶縁膜４４の途中までエッチングを進める。その深
さは、例えばＴＭＲ素子のキャップ層３１３もしくは記
憶層３０４とほぼ同等に高さとする。
とによって、ＴＭＲ素子１３のキャップ層３１３に接続
するビット線を形成するためのレジストマスク（図示せ
ず）を形成し、それを用いて、上記高透磁率層７７、絶
縁膜９６、配線材料層８１、バリアメタル（図示せ
ず）、第４絶縁膜４４を順次エッチングして、上記絶縁
膜９６を介して高透磁率層７７を載せたビット線１２を
上記配線材料層８１で形成する。このエッチングでは、
第４絶縁膜４４の途中までエッチングを進める。その深
さは、例えばＴＭＲ素子のキャップ層３１３もしくは記
憶層３０４とほぼ同等に高さとする。
【０２３７】次いで、図３６の（２）に示すように、Ｃ
ＶＤ法によって、上記高透磁率層７７上を覆う絶縁膜を
形成した後、この絶縁膜の全面をエッチバックして、ビ
ット線１２の側壁に絶縁膜サイドウォール９７Ｓを形成
する。この絶縁膜サイドウォール９７Ｓは、少なくとも
上記絶縁膜９６の側壁を覆い、高透磁率層７７の側壁を
露出させる状態に形成される。
ＶＤ法によって、上記高透磁率層７７上を覆う絶縁膜を
形成した後、この絶縁膜の全面をエッチバックして、ビ
ット線１２の側壁に絶縁膜サイドウォール９７Ｓを形成
する。この絶縁膜サイドウォール９７Ｓは、少なくとも
上記絶縁膜９６の側壁を覆い、高透磁率層７７の側壁を
露出させる状態に形成される。
【０２３８】続いてＰＶＤ法によって、上記第４絶縁膜
４４上に上記高透磁率層７７や絶縁膜サイドウォール９
７Ｓを覆う高透磁率層を形成した後、この高透磁率層の
全面をエッチバックして、ビット線１２の側壁に絶縁膜
サイドウォール９７Ｓを介して高透磁率サイドウォール
７８Ｓを形成する。その際、高透磁率サイドウォール７
８Ｓは高透磁率層７７に接続するように形成される。こ
のようにして、高透磁率層７７と高透磁率サイドウォー
ル７８Ｓとからなる磁束集中器５２（５２ｃ）が形成さ
れる。この高透磁率サイドウォール７８Ｓの先端部の位
置は、前記第２磁気メモリ装置の製造方法に係る第１実
施の形態と同様に設定される。
４４上に上記高透磁率層７７や絶縁膜サイドウォール９
７Ｓを覆う高透磁率層を形成した後、この高透磁率層の
全面をエッチバックして、ビット線１２の側壁に絶縁膜
サイドウォール９７Ｓを介して高透磁率サイドウォール
７８Ｓを形成する。その際、高透磁率サイドウォール７
８Ｓは高透磁率層７７に接続するように形成される。こ
のようにして、高透磁率層７７と高透磁率サイドウォー
ル７８Ｓとからなる磁束集中器５２（５２ｃ）が形成さ
れる。この高透磁率サイドウォール７８Ｓの先端部の位
置は、前記第２磁気メモリ装置の製造方法に係る第１実
施の形態と同様に設定される。
【０２３９】この第３実施の形態においては、ビット線
１２を形成する際に第４絶縁膜４４のエッチバックを行
わずに、絶縁膜サイドウォール９７Ｓを形成し、その後
第４絶縁膜４４のエッチバックを行ってもよい。この第
４絶縁膜４４のエッチバックと絶縁膜サイドウォール９
７Ｓを形成するエッチバックを同時に行うことも可能で
ある。
１２を形成する際に第４絶縁膜４４のエッチバックを行
わずに、絶縁膜サイドウォール９７Ｓを形成し、その後
第４絶縁膜４４のエッチバックを行ってもよい。この第
４絶縁膜４４のエッチバックと絶縁膜サイドウォール９
７Ｓを形成するエッチバックを同時に行うことも可能で
ある。
【０２４０】次に、本発明の第２磁気メモリ装置の製造
方法に係る第５実施の形態を、図３７の製造工程断面図
によって説明する。
方法に係る第５実施の形態を、図３７の製造工程断面図
によって説明する。
【０２４１】図３７の（１）に示すように、前記図３３
の（２）に示す工程において、ビット線１２はＴＭＲ素
子１３よりも幅広く形成し、第４絶縁膜４４をエッチン
グした後、さらに、ビット線１２下の第４絶縁膜４４の
サイドエッチングを行う。
の（２）に示す工程において、ビット線１２はＴＭＲ素
子１３よりも幅広く形成し、第４絶縁膜４４をエッチン
グした後、さらに、ビット線１２下の第４絶縁膜４４の
サイドエッチングを行う。
【０２４２】次いで、図３７の（２）に示すように、前
記図３３の（３）によって説明したのと同様に、高透磁
率サイドウォール７８Ｓを形成すれば、高透磁率サイド
ウォール７８Ｓは、前記図３３によって説明した第１実
施の形態よりもＴＭＲ素子１３側に近づく状態に形成さ
れる。このようにして、ビット線１２に高透磁率層７７
と高透磁率サイドウォール７８Ｓとからなる磁束集中器
５２（５２ｄ）が形成される。
記図３３の（３）によって説明したのと同様に、高透磁
率サイドウォール７８Ｓを形成すれば、高透磁率サイド
ウォール７８Ｓは、前記図３３によって説明した第１実
施の形態よりもＴＭＲ素子１３側に近づく状態に形成さ
れる。このようにして、ビット線１２に高透磁率層７７
と高透磁率サイドウォール７８Ｓとからなる磁束集中器
５２（５２ｄ）が形成される。
【０２４３】上記製造方法で形成される磁束集中器５２
ｄは、第１実施の形態で説明した製造方法によって形成
される磁束集中器５２ａよりも電流磁束の漏れを減少さ
せることができるため、ビット線１２から発せられる電
流磁束を第１実施の形態の磁束集中器５２ａよりもさら
に効率よくＴＭＲ素子１３の記憶層３０４に集中させる
ことができる。
ｄは、第１実施の形態で説明した製造方法によって形成
される磁束集中器５２ａよりも電流磁束の漏れを減少さ
せることができるため、ビット線１２から発せられる電
流磁束を第１実施の形態の磁束集中器５２ａよりもさら
に効率よくＴＭＲ素子１３の記憶層３０４に集中させる
ことができる。
【０２４４】また、上記第５実施の形態のビット線１２
下をサイドエッチングする方法は、前記図３５によって
説明した第３実施の形態にも適用することができる。ま
た、前記第２磁気メモリ装置の製造方法における第４実
施の形態において、磁束集中器５２ｂ、５２ｃの各先端
部５２ｓを幅広く形成するには、ビット線１２を形成す
る際に第４絶縁膜４４のエッチングは行わずに、絶縁膜
サイドウォール９７Ｓを形成する。その後、第４絶縁膜
４４のエッチバックを行ってから、絶縁膜サイドウォー
ル９７Ｓ下の第４絶縁膜４４のサイドエッチングを行
い、その後、高透磁率サイドウォール７８Ｓを形成する
ことにより可能になる。この高透磁率サイドウォール７
８Ｓの先端部の位置は、前記第２磁気メモリ装置の製造
方法に係る第１実施の形態と同様に設定される。
下をサイドエッチングする方法は、前記図３５によって
説明した第３実施の形態にも適用することができる。ま
た、前記第２磁気メモリ装置の製造方法における第４実
施の形態において、磁束集中器５２ｂ、５２ｃの各先端
部５２ｓを幅広く形成するには、ビット線１２を形成す
る際に第４絶縁膜４４のエッチングは行わずに、絶縁膜
サイドウォール９７Ｓを形成する。その後、第４絶縁膜
４４のエッチバックを行ってから、絶縁膜サイドウォー
ル９７Ｓ下の第４絶縁膜４４のサイドエッチングを行
い、その後、高透磁率サイドウォール７８Ｓを形成する
ことにより可能になる。この高透磁率サイドウォール７
８Ｓの先端部の位置は、前記第２磁気メモリ装置の製造
方法に係る第１実施の形態と同様に設定される。
【０２４５】次に、本発明の第３磁気メモリ装置の製造
方法に係る実施の形態を、図３８の製造工程断面図によ
って説明する。ここでは、前記図１６によって説明した
第３磁気メモリ装置の実施の形態の製造方法を示す。
方法に係る実施の形態を、図３８の製造工程断面図によ
って説明する。ここでは、前記図１６によって説明した
第３磁気メモリ装置の実施の形態の製造方法を示す。
【０２４６】図３８の（１）に示すように、前記図２７
の（１）によって説明したように、コンタクト３２が形
成された第２絶縁膜４２上に、第３絶縁膜の一部となる
絶縁膜４３１を形成する。次いで、この絶縁膜４３１に
書き込みワード線を形成するための溝４３ｔ１とコンタ
クト３２に接続する第２ランディングパッドを形成する
ための溝４３ｔ２とを形成する。その後、この溝４３ｔ
１、４３ｔ２内を含む絶縁膜４３１上に、前記図２７の
（２）によって説明したのと同様のバリアメタル（図示
せず）を介して配線材料層を形成する。ここでは、図２
７によって説明したような高透磁率層は形成しない。そ
の後、絶縁膜４３１上の余剰な配線材料層とバリアメタ
ルとを除去して、溝４３ｔ１内を埋め込む書き込みワー
ド線１１と、溝４３ｔ２内を埋め込む第２ランディング
パッド３３とを形成する。
の（１）によって説明したように、コンタクト３２が形
成された第２絶縁膜４２上に、第３絶縁膜の一部となる
絶縁膜４３１を形成する。次いで、この絶縁膜４３１に
書き込みワード線を形成するための溝４３ｔ１とコンタ
クト３２に接続する第２ランディングパッドを形成する
ための溝４３ｔ２とを形成する。その後、この溝４３ｔ
１、４３ｔ２内を含む絶縁膜４３１上に、前記図２７の
（２）によって説明したのと同様のバリアメタル（図示
せず）を介して配線材料層を形成する。ここでは、図２
７によって説明したような高透磁率層は形成しない。そ
の後、絶縁膜４３１上の余剰な配線材料層とバリアメタ
ルとを除去して、溝４３ｔ１内を埋め込む書き込みワー
ド線１１と、溝４３ｔ２内を埋め込む第２ランディング
パッド３３とを形成する。
【０２４７】次いで、図３８の（２）に示すように、上
記書き込みワード線１１、第２ランディングパッド３３
等が形成された絶縁膜４３１上に第３絶縁膜の一部とな
る絶縁膜４３２を、例えば酸化アルミニウムもしくは酸
化シリコンもしくは窒化シリコンで形成する。さらに上
記絶縁膜４３２とエッチング選択性を有する絶縁材料で
第３絶縁膜の一部となる絶縁膜４３３を形成する。この
絶縁膜４３３は、後に形成される磁束集中器の側壁部分
の高さを決定する。そのため、磁束集中器の側壁部分が
所望の高さとなるような膜厚に形成する。その後、リソ
グラフィ技術とエッチング技術とによって、ＴＭＲ素子
を形成する領域上にそれよりも広めに形成した開口部を
有するレジストマスク（図示せず）を形成して、絶縁膜
４３３のエッチングを行い、書き込みワード線１２上の
絶縁膜４３３に開口部４３３ｈを形成する。その後、上
記レジストマスクを除去する。
記書き込みワード線１１、第２ランディングパッド３３
等が形成された絶縁膜４３１上に第３絶縁膜の一部とな
る絶縁膜４３２を、例えば酸化アルミニウムもしくは酸
化シリコンもしくは窒化シリコンで形成する。さらに上
記絶縁膜４３２とエッチング選択性を有する絶縁材料で
第３絶縁膜の一部となる絶縁膜４３３を形成する。この
絶縁膜４３３は、後に形成される磁束集中器の側壁部分
の高さを決定する。そのため、磁束集中器の側壁部分が
所望の高さとなるような膜厚に形成する。その後、リソ
グラフィ技術とエッチング技術とによって、ＴＭＲ素子
を形成する領域上にそれよりも広めに形成した開口部を
有するレジストマスク（図示せず）を形成して、絶縁膜
４３３のエッチングを行い、書き込みワード線１２上の
絶縁膜４３３に開口部４３３ｈを形成する。その後、上
記レジストマスクを除去する。
【０２４８】次いで、上記開口部４３３ｈ内を含む上記
絶縁膜４３３上に、高透磁率層７９を形成し、平坦化絶
縁膜を形成する。その後、化学的機械研磨によって、絶
縁膜４３３上の余剰な平坦化絶縁膜、高透磁率層７９を
除去する。その際、開口部４３３ｈ内の平坦化絶縁膜は
完全に除去することが望ましい。このエッチングでは、
絶縁膜４３３がエッチングされても良い。ここでは、絶
縁膜４３３はエッチング除去される。この結果、開口部
４３３ｈ内に高透磁率層７９からなる磁束集中器５３が
形成される。この磁束集中器５３の側壁部分の先端部５
３ｓは、後に形成されるＴＭＲ素子の記憶層とキャップ
層との界面の高さ以下に設定され、好ましくは、トンネ
ル絶縁層と記憶層との界面の高さから記憶層とキャップ
層との界面の高さの範囲に形成される。
絶縁膜４３３上に、高透磁率層７９を形成し、平坦化絶
縁膜を形成する。その後、化学的機械研磨によって、絶
縁膜４３３上の余剰な平坦化絶縁膜、高透磁率層７９を
除去する。その際、開口部４３３ｈ内の平坦化絶縁膜は
完全に除去することが望ましい。このエッチングでは、
絶縁膜４３３がエッチングされても良い。ここでは、絶
縁膜４３３はエッチング除去される。この結果、開口部
４３３ｈ内に高透磁率層７９からなる磁束集中器５３が
形成される。この磁束集中器５３の側壁部分の先端部５
３ｓは、後に形成されるＴＭＲ素子の記憶層とキャップ
層との界面の高さ以下に設定され、好ましくは、トンネ
ル絶縁層と記憶層との界面の高さから記憶層とキャップ
層との界面の高さの範囲に形成される。
【０２４９】次いで、前記図２８の（３）によって説明
したのと同様にして、上記絶縁膜４３２上に上記磁束集
中器５３を覆う絶縁膜４３４を形成する。このように、
絶縁膜４３１〜４３４によって第３絶縁膜４３が構成さ
れる。続いて第３絶縁膜４３に第２ランディングパッド
３３に達する開口部４３ｈを形成する。その後、反強磁
性体層３０５、磁化固定層３０２、トンネル絶縁層３０
３、記憶層３０４、キャップ層３１３を下層より順に積
層して形成する。その後、前記図２８の（４）、（５）
によって説明したのと同様のプロセスを行うことによっ
て、ＴＭＲ素子１３、ＴＭＲ素子１３と第２ランディン
グパッド３３とを接続するバイパス線１６、第４絶縁膜
４４、ＴＭＲ素子１３のキャップ層３１３に接続するビ
ット線１２等が形成される。
したのと同様にして、上記絶縁膜４３２上に上記磁束集
中器５３を覆う絶縁膜４３４を形成する。このように、
絶縁膜４３１〜４３４によって第３絶縁膜４３が構成さ
れる。続いて第３絶縁膜４３に第２ランディングパッド
３３に達する開口部４３ｈを形成する。その後、反強磁
性体層３０５、磁化固定層３０２、トンネル絶縁層３０
３、記憶層３０４、キャップ層３１３を下層より順に積
層して形成する。その後、前記図２８の（４）、（５）
によって説明したのと同様のプロセスを行うことによっ
て、ＴＭＲ素子１３、ＴＭＲ素子１３と第２ランディン
グパッド３３とを接続するバイパス線１６、第４絶縁膜
４４、ＴＭＲ素子１３のキャップ層３１３に接続するビ
ット線１２等が形成される。
【０２５０】なお、磁束集中器５３を書き込みワード線
１１上に接続する状態に形成する場合には、上記絶縁膜
４３２を形成しなければよい。その他のプロセスは上記
説明した通りである。
１１上に接続する状態に形成する場合には、上記絶縁膜
４３２を形成しなければよい。その他のプロセスは上記
説明した通りである。
【０２５１】次に、本発明の第４磁気メモリ装置の製造
方法に係る第１実施の形態を、図３９の製造工程断面図
によって説明する。ここでは、前記図１７によって説明
した第４磁気メモリ装置の第１実施の形態の製造方法を
示す。
方法に係る第１実施の形態を、図３９の製造工程断面図
によって説明する。ここでは、前記図１７によって説明
した第４磁気メモリ装置の第１実施の形態の製造方法を
示す。
【０２５２】前記図２７の（１）、（２）によって説明
したように、第３絶縁膜４３の一部となる絶縁膜４３１
に書き込みワード線１１と第２ランディングパッド３３
とを形成する。その際、書き込みワード線１１のエッチ
バックは行わない。したがって、磁束集中器（第１磁束
集中器）５１は、書き込みワード線１１の底部および側
壁のみに形成される。その後、前記図３８の（２）、
（３）で説明したのと同様に絶縁膜４３２を形成する工
程以後の工程を行えばよい。
したように、第３絶縁膜４３の一部となる絶縁膜４３１
に書き込みワード線１１と第２ランディングパッド３３
とを形成する。その際、書き込みワード線１１のエッチ
バックは行わない。したがって、磁束集中器（第１磁束
集中器）５１は、書き込みワード線１１の底部および側
壁のみに形成される。その後、前記図３８の（２）、
（３）で説明したのと同様に絶縁膜４３２を形成する工
程以後の工程を行えばよい。
【０２５３】その結果、図３９に示すように、書き込み
ワード線１１の下面および側面に高透磁率層からなる磁
束集中器（第１磁束集中器）５１が形成され、書き込み
ワード線１１とＴＭＲ素子１３との間に磁束集中器（第
２磁束集中器）５３が形成される。上記第１磁束集中器
５１の側壁は書き込みワード線１１上面と同等の高さに
形成される。上記第２磁束集中器５３の側壁部分はＴＭ
Ｒ素子１３の側壁側に第３絶縁膜４３を介して形成さ
れ、その先端部５３ｓは前記第３磁気メモリ装置の製造
方法で説明した磁束集中器５３と同様に形成される。な
お、絶縁膜４３２を形成しなくともよい。この場合は、
第１磁束集中器５１の側壁部分の５１ｓに第２磁束集中
器５３の底部が接続された状態に形成される。
ワード線１１の下面および側面に高透磁率層からなる磁
束集中器（第１磁束集中器）５１が形成され、書き込み
ワード線１１とＴＭＲ素子１３との間に磁束集中器（第
２磁束集中器）５３が形成される。上記第１磁束集中器
５１の側壁は書き込みワード線１１上面と同等の高さに
形成される。上記第２磁束集中器５３の側壁部分はＴＭ
Ｒ素子１３の側壁側に第３絶縁膜４３を介して形成さ
れ、その先端部５３ｓは前記第３磁気メモリ装置の製造
方法で説明した磁束集中器５３と同様に形成される。な
お、絶縁膜４３２を形成しなくともよい。この場合は、
第１磁束集中器５１の側壁部分の５１ｓに第２磁束集中
器５３の底部が接続された状態に形成される。
【０２５４】次に、本発明の第４磁気メモリ装置の製造
方法に係る第２実施の形態を、図４０の製造工程断面図
によって説明する。ここでは、前記図１８によって説明
した第４磁気メモリ装置の第２実施の形態の製造方法を
示す。
方法に係る第２実施の形態を、図４０の製造工程断面図
によって説明する。ここでは、前記図１８によって説明
した第４磁気メモリ装置の第２実施の形態の製造方法を
示す。
【０２５５】前記図２７の（１）、（２）によって説明
したように、第３絶縁膜４３の一部となる絶縁膜４３１
に書き込みワード線１１と第２ランディングパッド３３
とを形成する。その際、高透磁率層７３を形成した後、
絶縁膜６１を形成し、その後第２ランディングパッド３
３が形成される溝内の絶縁膜６１にコンタクト３２に通
じる開口部６１ｈを形成する。この開口部６１ｈは、高
透磁率層７３を貫通して形成されることが望ましいが、
高透磁率層７３を貫通しなくてもよい。その後、書き込
みワード線を形成するための配線材料層８１を形成す
る。ここでは前記図２７によって説明したように書き込
みワード線１１のエッチバックは行わない。したがっ
て、磁束集中器（第１磁束集中器）５１は、書き込みワ
ード線１１の底部および側壁のみに絶縁膜６１を介して
形成される。一方、絶縁膜６１が形成されていても、第
２ランディングパッド３３は開口部６１ｈを通じてコン
タクト３２に接続される。なお、開口部６２ｈが高透磁
率層７３を貫通しない場合には、第２ランディングパッ
ド３３は高透磁率層７３を介してコンタクト３２に接続
される。その後、前記図３８の（２）、（３）で説明し
たのと同様に絶縁膜４３２を形成する工程以後の工程を
行えばよい。
したように、第３絶縁膜４３の一部となる絶縁膜４３１
に書き込みワード線１１と第２ランディングパッド３３
とを形成する。その際、高透磁率層７３を形成した後、
絶縁膜６１を形成し、その後第２ランディングパッド３
３が形成される溝内の絶縁膜６１にコンタクト３２に通
じる開口部６１ｈを形成する。この開口部６１ｈは、高
透磁率層７３を貫通して形成されることが望ましいが、
高透磁率層７３を貫通しなくてもよい。その後、書き込
みワード線を形成するための配線材料層８１を形成す
る。ここでは前記図２７によって説明したように書き込
みワード線１１のエッチバックは行わない。したがっ
て、磁束集中器（第１磁束集中器）５１は、書き込みワ
ード線１１の底部および側壁のみに絶縁膜６１を介して
形成される。一方、絶縁膜６１が形成されていても、第
２ランディングパッド３３は開口部６１ｈを通じてコン
タクト３２に接続される。なお、開口部６２ｈが高透磁
率層７３を貫通しない場合には、第２ランディングパッ
ド３３は高透磁率層７３を介してコンタクト３２に接続
される。その後、前記図３８の（２）、（３）で説明し
たのと同様に絶縁膜４３２を形成する工程以後の工程を
行えばよい。
【０２５６】その結果、図４０に示すように、書き込み
ワード線１１の下面および側面に絶縁膜６１を介して高
透磁率層からなる磁束集中器（第１磁束集中器）５１が
形成され、書き込みワード線１１とＴＭＲ素子１３との
間に磁束集中器（第２磁束集中器）５３が形成される。
上記第１磁束集中器５１の側壁は書き込みワード線１１
上面と同等の高さに形成される。上記第２磁束集中器５
３の側壁部分はＴＭＲ素子１３の側壁側に第３絶縁膜４
３を介して形成され、その先端部５３ｓは前記第３磁気
メモリ装置の製造方法で説明した磁束集中器と同様に形
成される。なお、絶縁膜４３２を形成しなくともよい。
この場合は、第１磁束集中器５１の側壁部分の先端部５
１ｓに第２磁束集中器５３の底部が接続された状態に形
成される。
ワード線１１の下面および側面に絶縁膜６１を介して高
透磁率層からなる磁束集中器（第１磁束集中器）５１が
形成され、書き込みワード線１１とＴＭＲ素子１３との
間に磁束集中器（第２磁束集中器）５３が形成される。
上記第１磁束集中器５１の側壁は書き込みワード線１１
上面と同等の高さに形成される。上記第２磁束集中器５
３の側壁部分はＴＭＲ素子１３の側壁側に第３絶縁膜４
３を介して形成され、その先端部５３ｓは前記第３磁気
メモリ装置の製造方法で説明した磁束集中器と同様に形
成される。なお、絶縁膜４３２を形成しなくともよい。
この場合は、第１磁束集中器５１の側壁部分の先端部５
１ｓに第２磁束集中器５３の底部が接続された状態に形
成される。
【０２５７】次に、本発明の第４磁気メモリ装置の製造
方法に係る第３実施の形態を、図４１の製造工程断面図
によって説明する。ここでは、前記図１９によって説明
した第４磁気メモリ装置の第３実施の形態の製造方法を
示す。
方法に係る第３実施の形態を、図４１の製造工程断面図
によって説明する。ここでは、前記図１９によって説明
した第４磁気メモリ装置の第３実施の形態の製造方法を
示す。
【０２５８】図４１の（１）に示すように、前記図２８
の（１）および（２）によって説明した工程を行って、
第２絶縁膜４２上に高透磁率層からなる磁束集中器（第
１磁束集中器）５１に底部および側面を囲まれた書き込
みワード線１１とコンタクト３２に高透磁率層７３を介
して接続する第２ランディングパッド３３を形成する。
その後、第２絶縁膜４２上に、書き込みワード線１１、
第１磁束集中器５１、第２ランディングパッド３３等を
覆う第３絶縁膜の一部となる絶縁膜４３１を形成する。
ここでは、この絶縁膜４３１は、第１磁束集中器５１よ
りも高くなるような厚さに形成する。その後、化学的機
械研磨によって、この絶縁膜４３１表面を平坦化する。
その際、第１磁束集中器５１の側壁部分の先端部５１ｓ
が絶縁膜４３１表面に露出されてもよい。
の（１）および（２）によって説明した工程を行って、
第２絶縁膜４２上に高透磁率層からなる磁束集中器（第
１磁束集中器）５１に底部および側面を囲まれた書き込
みワード線１１とコンタクト３２に高透磁率層７３を介
して接続する第２ランディングパッド３３を形成する。
その後、第２絶縁膜４２上に、書き込みワード線１１、
第１磁束集中器５１、第２ランディングパッド３３等を
覆う第３絶縁膜の一部となる絶縁膜４３１を形成する。
ここでは、この絶縁膜４３１は、第１磁束集中器５１よ
りも高くなるような厚さに形成する。その後、化学的機
械研磨によって、この絶縁膜４３１表面を平坦化する。
その際、第１磁束集中器５１の側壁部分の先端部５１ｓ
が絶縁膜４３１表面に露出されてもよい。
【０２５９】その後、、図４１の（２）に示すように、
図３８の（２）によって説明した絶縁膜４３２を形成す
る以後の工程を行えばよい。なお、絶縁膜４３２は形成
しなくともよい。その結果書き込みワード線１１の下面
および側面に高透磁率層からなる磁束集中器（第１磁束
集中器）５１が形成され、書き込みワード線１１とＴＭ
Ｒ素子１３との間に磁束集中器（第２磁束集中器）５３
が形成される。第１磁束集中器５１の側壁部分は、書き
込みワード線１１上面よりＴＭＲ素子１３側に突き出し
た状態に形成され、第２磁束集中器５３の側壁の先端部
５３ｓは、前記第３磁気メモリ装置の製造方法で説明し
た磁束集中器５３と同様に形成される。
図３８の（２）によって説明した絶縁膜４３２を形成す
る以後の工程を行えばよい。なお、絶縁膜４３２は形成
しなくともよい。その結果書き込みワード線１１の下面
および側面に高透磁率層からなる磁束集中器（第１磁束
集中器）５１が形成され、書き込みワード線１１とＴＭ
Ｒ素子１３との間に磁束集中器（第２磁束集中器）５３
が形成される。第１磁束集中器５１の側壁部分は、書き
込みワード線１１上面よりＴＭＲ素子１３側に突き出し
た状態に形成され、第２磁束集中器５３の側壁の先端部
５３ｓは、前記第３磁気メモリ装置の製造方法で説明し
た磁束集中器５３と同様に形成される。
【０２６０】次に、本発明の第４磁気メモリ装置の製造
方法に係る第４実施の形態を、図４２の製造工程断面図
によって説明する。ここでは、前記図２０によって説明
した第４磁気メモリ装置の第４実施の形態の製造方法を
示す。
方法に係る第４実施の形態を、図４２の製造工程断面図
によって説明する。ここでは、前記図２０によって説明
した第４磁気メモリ装置の第４実施の形態の製造方法を
示す。
【０２６１】前記図３１の（１）および（２）によって
説明したのと同様に、第２絶縁膜４２上に、高透磁率層
７３と高透磁率サイドウォール７５Ｓとからなる磁束集
中器（第１磁束集中器）５１とともに、この第１磁束集
中器５１に底部と側壁を絶縁膜９２と絶縁膜サイドウォ
ール９１Ｓを介して囲まれる書き込みワード線１１およ
びコンタクト３２に接続する第２ランディングパッド３
３を形成する。その後、ダミー膜８２を除去する。さら
に、第２絶縁膜４２上に、書き込みワード線１１、第１
磁束集中器５１、第２ランディングパッド３３等を覆う
第３絶縁膜の一部となる絶縁膜４３１を形成する。ここ
では、この絶縁膜４３１は、第１磁束集中器５１よりも
高くなるような厚さに形成する。その後、化学的機械研
磨によって、この絶縁膜４３１表面を平坦化する。その
際、第１磁束集中器５１の側壁部分の先端部５１ｓが絶
縁膜４３１表面に露出されてもよい。
説明したのと同様に、第２絶縁膜４２上に、高透磁率層
７３と高透磁率サイドウォール７５Ｓとからなる磁束集
中器（第１磁束集中器）５１とともに、この第１磁束集
中器５１に底部と側壁を絶縁膜９２と絶縁膜サイドウォ
ール９１Ｓを介して囲まれる書き込みワード線１１およ
びコンタクト３２に接続する第２ランディングパッド３
３を形成する。その後、ダミー膜８２を除去する。さら
に、第２絶縁膜４２上に、書き込みワード線１１、第１
磁束集中器５１、第２ランディングパッド３３等を覆う
第３絶縁膜の一部となる絶縁膜４３１を形成する。ここ
では、この絶縁膜４３１は、第１磁束集中器５１よりも
高くなるような厚さに形成する。その後、化学的機械研
磨によって、この絶縁膜４３１表面を平坦化する。その
際、第１磁束集中器５１の側壁部分の先端部５１ｓが絶
縁膜４３１表面に露出されてもよい。
【０２６２】その後、図３８の（２）によって説明した
絶縁膜４３２を形成する以後の工程を行えばよい。な
お、絶縁膜４３２は形成しなくともよい。その結果、図
４２に示すように、書き込みワード線１１の下面および
側面に高透磁率層からなる磁束集中器（第１磁束集中
器）５１が形成され、書き込みワード線１１とＴＭＲ素
子１３との間に磁束集中器（第２磁束集中器）５３が形
成される。第１磁束集中器５１の側壁部分は、書き込み
ワード線１１上面よりＴＭＲ素子１３側に突き出した状
態に形成され、第２磁束集中器５３の側壁の先端部５３
ｓは、前記第３磁気メモリ装置の製造方法で説明した磁
束集中器５３と同様に形成される。
絶縁膜４３２を形成する以後の工程を行えばよい。な
お、絶縁膜４３２は形成しなくともよい。その結果、図
４２に示すように、書き込みワード線１１の下面および
側面に高透磁率層からなる磁束集中器（第１磁束集中
器）５１が形成され、書き込みワード線１１とＴＭＲ素
子１３との間に磁束集中器（第２磁束集中器）５３が形
成される。第１磁束集中器５１の側壁部分は、書き込み
ワード線１１上面よりＴＭＲ素子１３側に突き出した状
態に形成され、第２磁束集中器５３の側壁の先端部５３
ｓは、前記第３磁気メモリ装置の製造方法で説明した磁
束集中器５３と同様に形成される。
【０２６３】次に、本発明の第５磁気メモリ装置の製造
方法に係る第１実施の形態を、図４３の製造工程断面図
によって説明する。ここでは、前記図２２によって説明
した第５磁気メモリ装置の第１実施の形態の製造方法を
示す。
方法に係る第１実施の形態を、図４３の製造工程断面図
によって説明する。ここでは、前記図２２によって説明
した第５磁気メモリ装置の第１実施の形態の製造方法を
示す。
【０２６４】図４３に示すように、前記図２７、前記図
２８等によって説明したのと同様にして、書き込みワー
ド線１１の周囲に磁束集中器５１を形成する。その後、
書き込みワード線１１上に、スイッチング素子１４、Ｔ
ＭＲ素子１３を、例えば既存の製造方法によって形成す
ればよい。
２８等によって説明したのと同様にして、書き込みワー
ド線１１の周囲に磁束集中器５１を形成する。その後、
書き込みワード線１１上に、スイッチング素子１４、Ｔ
ＭＲ素子１３を、例えば既存の製造方法によって形成す
ればよい。
【０２６５】この製造方法の場合も、磁束集中器５１の
側壁部分は、書き込みワード線１１上面よりＴＭＲ素子
１３側に突き出した状態に形成され、その先端部５１ｓ
は、ＴＭＲ素子１３の記憶層３０４とキャップ層３１３
の界面の高さまで形成することが可能であり、例えばト
ンネル絶縁膜３０３と記憶層３０４との界面から記憶層
３０４とキャップ層３１３との界面までの高さとするこ
とが好ましい。また、磁束集中器５１の先端部５１ｓと
ＴＭＲ素子１３との距離は、磁束集中器５１の先端部５
１ｓに集中させた電流磁束が記憶層３０４に効率よく達
する距離とする必要があり、例えばその距離は２００ｎ
ｍ以下とすることが好ましい。
側壁部分は、書き込みワード線１１上面よりＴＭＲ素子
１３側に突き出した状態に形成され、その先端部５１ｓ
は、ＴＭＲ素子１３の記憶層３０４とキャップ層３１３
の界面の高さまで形成することが可能であり、例えばト
ンネル絶縁膜３０３と記憶層３０４との界面から記憶層
３０４とキャップ層３１３との界面までの高さとするこ
とが好ましい。また、磁束集中器５１の先端部５１ｓと
ＴＭＲ素子１３との距離は、磁束集中器５１の先端部５
１ｓに集中させた電流磁束が記憶層３０４に効率よく達
する距離とする必要があり、例えばその距離は２００ｎ
ｍ以下とすることが好ましい。
【０２６６】次に、本発明の第５磁気メモリ装置の製造
方法に係る第２実施の形態を、図４４の製造工程断面図
によって説明する。ここでは、前記図２３によって説明
した第５磁気メモリ装置の第２実施の形態の製造方法を
示す。
方法に係る第２実施の形態を、図４４の製造工程断面図
によって説明する。ここでは、前記図２３によって説明
した第５磁気メモリ装置の第２実施の形態の製造方法を
示す。
【０２６７】図４４に示すように、書き込みワード線１
１および磁束集中器５１を、前記図３１によって説明し
たのと同様にして形成する。その結果、第２絶縁膜４２
上に高透磁率層７３および絶縁膜９２を介して書き込み
ワード線１２が形成されるとともに、書き込みワード線
１２の底部に絶縁膜９２を介し、書き込みワード線１１
の側壁に絶縁膜サイドウォール９１Ｓを介して磁束集中
器５１が形成される。なお、書き込みワード線１１上に
スイッチング素子１４が形成されるため、その後、書き
込みワード線１１上に、スイッチング素子１４、ＴＭＲ
素子１３を、例えば既存の製造方法によって形成すれば
よい。
１および磁束集中器５１を、前記図３１によって説明し
たのと同様にして形成する。その結果、第２絶縁膜４２
上に高透磁率層７３および絶縁膜９２を介して書き込み
ワード線１２が形成されるとともに、書き込みワード線
１２の底部に絶縁膜９２を介し、書き込みワード線１１
の側壁に絶縁膜サイドウォール９１Ｓを介して磁束集中
器５１が形成される。なお、書き込みワード線１１上に
スイッチング素子１４が形成されるため、その後、書き
込みワード線１１上に、スイッチング素子１４、ＴＭＲ
素子１３を、例えば既存の製造方法によって形成すれば
よい。
【０２６８】この製造方法の場合も、磁束集中器５１の
側壁の先端部５１ｓは、上記第５磁気メモリ装置の製造
方法における第１実施の形態と同様の位置に形成され
る。
側壁の先端部５１ｓは、上記第５磁気メモリ装置の製造
方法における第１実施の形態と同様の位置に形成され
る。
【０２６９】次に、本発明の第６磁気メモリ装置の製造
方法に係る第１実施の形態を説明する。ここでは、前記
図２４によって説明した第６磁気メモリ装置の第１実施
の形態の製造方法を説明する。なお、前記第１〜第５磁
気メモリ装置の製造方法で説明した構成部品と同様なる
ものには同一符号を付与した。
方法に係る第１実施の形態を説明する。ここでは、前記
図２４によって説明した第６磁気メモリ装置の第１実施
の形態の製造方法を説明する。なお、前記第１〜第５磁
気メモリ装置の製造方法で説明した構成部品と同様なる
ものには同一符号を付与した。
【０２７０】書き込みワード線１１、スイッチング素子
１４、ＴＭＲ素子１３、ＴＭＲ素子１４を覆う第４絶縁
膜４４等を、例えば既存の方法で形成した後、もしくは
前記図４２、図４３等によって説明した製造方法で形成
した後、前記図３３の（２）、（３）によって説明した
製造方法により、ビット線１２を形成するとともにビッ
ト線１２の上面に高透磁率層７７を形成し、さらにビッ
ト線１２の側面に高透磁率サイドウォール７８Ｓを形成
して、高透磁率層７７とこれに接続される高透磁率サイ
ドウォール７８Ｓとからなる磁束集中器５２を形成す
る。
１４、ＴＭＲ素子１３、ＴＭＲ素子１４を覆う第４絶縁
膜４４等を、例えば既存の方法で形成した後、もしくは
前記図４２、図４３等によって説明した製造方法で形成
した後、前記図３３の（２）、（３）によって説明した
製造方法により、ビット線１２を形成するとともにビッ
ト線１２の上面に高透磁率層７７を形成し、さらにビッ
ト線１２の側面に高透磁率サイドウォール７８Ｓを形成
して、高透磁率層７７とこれに接続される高透磁率サイ
ドウォール７８Ｓとからなる磁束集中器５２を形成す
る。
【０２７１】この製造方法の場合も、第２磁気メモリ装
置の製造方法と同様に、磁束集中器５２の側壁部分は、
ビット線１２よりＴＭＲ素子１３側に突き出した状態に
形成され、その先端部５２ｓは、ＴＭＲ素子１３の記憶
層３０４とトンネル絶縁層３０３との界面の高さまで形
成することが可能であり、例えばトンネル絶縁膜３０３
と記憶層３０４との界面から記憶層３０４とキャップ層
３１３との界面までの高さとすることが好ましい。ま
た、磁束集中器５２の先端部５２ｓとＴＭＲ素子１３と
の距離は、磁束集中器５２の先端部５２ｓに集中させた
電流磁束が記憶層３０４に効率よく達する距離とする必
要があり、例えばその距離は２００ｎｍ以下とすること
が好ましい。
置の製造方法と同様に、磁束集中器５２の側壁部分は、
ビット線１２よりＴＭＲ素子１３側に突き出した状態に
形成され、その先端部５２ｓは、ＴＭＲ素子１３の記憶
層３０４とトンネル絶縁層３０３との界面の高さまで形
成することが可能であり、例えばトンネル絶縁膜３０３
と記憶層３０４との界面から記憶層３０４とキャップ層
３１３との界面までの高さとすることが好ましい。ま
た、磁束集中器５２の先端部５２ｓとＴＭＲ素子１３と
の距離は、磁束集中器５２の先端部５２ｓに集中させた
電流磁束が記憶層３０４に効率よく達する距離とする必
要があり、例えばその距離は２００ｎｍ以下とすること
が好ましい。
【０２７２】上記製造方法によれば、高透磁率層７７と
高透磁率サイドウォール７８Ｓとからなる磁束集中器５
２により磁気回路が形成され、ビット線１２による磁場
を効果的にＴＭＲ素子１３の記憶層３０４に集中させる
ことができる。
高透磁率サイドウォール７８Ｓとからなる磁束集中器５
２により磁気回路が形成され、ビット線１２による磁場
を効果的にＴＭＲ素子１３の記憶層３０４に集中させる
ことができる。
【０２７３】または、前記図３４によって説明した製造
方法により磁束集中器５２を形成してもよい。
方法により磁束集中器５２を形成してもよい。
【０２７４】次に、本発明の第６磁気メモリ装置の製造
方法に係る第２実施の形態を説明する。ここでは、前記
図２５によって説明した第６磁気メモリ装置の第２実施
の形態の製造方法を説明する。なお、前記第１〜第５磁
気メモリ装置の製造方法で説明した構成部品と同様なる
ものには同一符号を付与した。
方法に係る第２実施の形態を説明する。ここでは、前記
図２５によって説明した第６磁気メモリ装置の第２実施
の形態の製造方法を説明する。なお、前記第１〜第５磁
気メモリ装置の製造方法で説明した構成部品と同様なる
ものには同一符号を付与した。
【０２７５】書き込みワード線１１、スイッチング素子
１４、ＴＭＲ素子１３、ＴＭＲ素子１４を覆う第４絶縁
膜４４等を、例えば既存の方法で形成した後、もしくは
前記図４２、図４３等によって説明した製造方法で形成
した後、前記図３５の（１）、（２）によって説明した
製造方法により、ビット線１２を形成するとともに、ビ
ット線１２の下面に高透磁率層７２、ビット線１２の上
面に高透磁率層７７を形成し、さらにビット線１２の側
面に高透磁率サイドウォール７８Ｓを形成する。このよ
うにして、高透磁率層７２、７７とこれらに接続される
高透磁率サイドウォール７８Ｓとからなる磁束集中器５
２（５２ｂ）を形成する。
１４、ＴＭＲ素子１３、ＴＭＲ素子１４を覆う第４絶縁
膜４４等を、例えば既存の方法で形成した後、もしくは
前記図４２、図４３等によって説明した製造方法で形成
した後、前記図３５の（１）、（２）によって説明した
製造方法により、ビット線１２を形成するとともに、ビ
ット線１２の下面に高透磁率層７２、ビット線１２の上
面に高透磁率層７７を形成し、さらにビット線１２の側
面に高透磁率サイドウォール７８Ｓを形成する。このよ
うにして、高透磁率層７２、７７とこれらに接続される
高透磁率サイドウォール７８Ｓとからなる磁束集中器５
２（５２ｂ）を形成する。
【０２７６】この製造方法の場合も、磁束集中器５２の
側壁の先端部５２ｓは、上記第６磁気メモリ装置の製造
方法における第１実施の形態と同様の位置に形成され
る。
側壁の先端部５２ｓは、上記第６磁気メモリ装置の製造
方法における第１実施の形態と同様の位置に形成され
る。
【０２７７】上記製造方法によれば、高透磁率層７２、
７７と高透磁率サイドウォール７８Ｓとからなる磁束集
中器５２により磁気回路が形成され、ビット線１２によ
る電流磁場を効果的にＴＭＲ素子１３の記憶層３０４に
集中させることができる。
７７と高透磁率サイドウォール７８Ｓとからなる磁束集
中器５２により磁気回路が形成され、ビット線１２によ
る電流磁場を効果的にＴＭＲ素子１３の記憶層３０４に
集中させることができる。
【０２７８】次に、本発明の第６磁気メモリ装置の製造
方法に係る第３実施の形態を説明する。ここでは、前記
図２６によって説明した第６磁気メモリ装置の第３実施
の形態の製造方法を説明する。なお、前記第１〜第５磁
気メモリ装置の製造方法で説明した構成部品と同様なる
ものには同一符号を付与した。
方法に係る第３実施の形態を説明する。ここでは、前記
図２６によって説明した第６磁気メモリ装置の第３実施
の形態の製造方法を説明する。なお、前記第１〜第５磁
気メモリ装置の製造方法で説明した構成部品と同様なる
ものには同一符号を付与した。
【０２７９】書き込みワード線１１、スイッチング素子
１４、ＴＭＲ素子１３、ＴＭＲ素子１４を覆う第４絶縁
膜４４等を、例えば既存の方法で形成した後、もしくは
前記図４２、図４３等によって説明した製造方法で形成
した後、前記図３６の（１）、（２）によって説明した
製造方法により、ビット線１２を形成するとともに、ビ
ット線１２の上面に絶縁膜９６を介して高透磁率層７７
を形成し、さらにビット線１２の側面に絶縁膜サイドウ
ォール９７Ｓを介して高透磁率サイドウォール７８Ｓを
形成する。このようにして、高透磁率層７７とこれに接
続される高透磁率サイドウォール７８Ｓとからなる磁束
集中器５２（５２ｃ）を形成する。
１４、ＴＭＲ素子１３、ＴＭＲ素子１４を覆う第４絶縁
膜４４等を、例えば既存の方法で形成した後、もしくは
前記図４２、図４３等によって説明した製造方法で形成
した後、前記図３６の（１）、（２）によって説明した
製造方法により、ビット線１２を形成するとともに、ビ
ット線１２の上面に絶縁膜９６を介して高透磁率層７７
を形成し、さらにビット線１２の側面に絶縁膜サイドウ
ォール９７Ｓを介して高透磁率サイドウォール７８Ｓを
形成する。このようにして、高透磁率層７７とこれに接
続される高透磁率サイドウォール７８Ｓとからなる磁束
集中器５２（５２ｃ）を形成する。
【０２８０】この製造方法の場合も、磁束集中器５２の
側壁の先端部５２ｓは、上記第６磁気メモリ装置の製造
方法における第１実施の形態と同様の位置に形成され
る。
側壁の先端部５２ｓは、上記第６磁気メモリ装置の製造
方法における第１実施の形態と同様の位置に形成され
る。
【０２８１】上記製造方法によれば、高透磁率層７７と
高透磁率サイドウォール７８Ｓとからなる磁束集中器５
２により磁気回路が形成され、ビット線１２による磁場
を効果的にＴＭＲ素子１３の記憶層３０４に集中させる
ことができる。
高透磁率サイドウォール７８Ｓとからなる磁束集中器５
２により磁気回路が形成され、ビット線１２による磁場
を効果的にＴＭＲ素子１３の記憶層３０４に集中させる
ことができる。
【０２８２】
【発明の効果】以上、説明したように本発明の第１磁気
メモリ装置によれば、第１配線は、少なくとも、第１配
線の両側面およびトンネル磁気抵抗素子に対向する面と
は反対側の面に高透磁率層からなる磁束集中器が設けら
れていて、第１配線の側面に形成された高透磁率層の少
なくとも一方は第１配線よりトンネル磁気抵抗素子側に
突き出した状態に形成されているので、第１配線から発
する電流磁界はトンネル磁気抵抗素子側に突き出した状
態に形成されている磁束集中器の先端部によりトンネル
磁気抵抗素子の記憶層に効率よく集中的に印加すること
ができる。このため書き込みのための電流値を下げるこ
とが可能になり、消費電流の低減が図れるとともに第１
配線のエレクトロマイグレーションに対する寿命が高め
ることができる。また駆動電流が少なくてすむことから
電流駆動回路の面積を縮小することができるので、素子
の高集積化を図ることができる。さらに漏れ磁界が少な
くなるため隣接セルとの干渉効果を低減することができ
るので、書き込みの信頼性の向上が図れる。
メモリ装置によれば、第１配線は、少なくとも、第１配
線の両側面およびトンネル磁気抵抗素子に対向する面と
は反対側の面に高透磁率層からなる磁束集中器が設けら
れていて、第１配線の側面に形成された高透磁率層の少
なくとも一方は第１配線よりトンネル磁気抵抗素子側に
突き出した状態に形成されているので、第１配線から発
する電流磁界はトンネル磁気抵抗素子側に突き出した状
態に形成されている磁束集中器の先端部によりトンネル
磁気抵抗素子の記憶層に効率よく集中的に印加すること
ができる。このため書き込みのための電流値を下げるこ
とが可能になり、消費電流の低減が図れるとともに第１
配線のエレクトロマイグレーションに対する寿命が高め
ることができる。また駆動電流が少なくてすむことから
電流駆動回路の面積を縮小することができるので、素子
の高集積化を図ることができる。さらに漏れ磁界が少な
くなるため隣接セルとの干渉効果を低減することができ
るので、書き込みの信頼性の向上が図れる。
【０２８３】本発明の第２磁気メモリ装置によれば、第
２配線は、少なくとも、第２配線の両側面およびトンネ
ル磁気抵抗素子に対向する面とは反対側の面に高透磁率
層からなる磁束集中器が設けられていて、第２配線の側
面に形成された高透磁率層の少なくとも一方は第２配線
よりトンネル磁気抵抗素子側に突き出した状態に形成さ
れているので、第２配線から発する電流磁界はトンネル
磁気抵抗素子側に突き出した状態に形成されている磁束
集中器の先端部によりトンネル磁気抵抗素子の記憶層に
効率よく集中的に印加することができる。このため書き
込みのための電流値を下げることが可能になり、消費電
流の低減が図れるとともに第２配線のエレクトロマイグ
レーションに対する寿命が高めることができる。また駆
動電流が少なくてすむことから電流駆動回路の面積を縮
小することができるので、素子の高集積化を図ることが
できる。さらに漏れ磁界が少なくなるため隣接セルとの
干渉効果を低減することができるので、書き込みの信頼
性の向上が図れる。
２配線は、少なくとも、第２配線の両側面およびトンネ
ル磁気抵抗素子に対向する面とは反対側の面に高透磁率
層からなる磁束集中器が設けられていて、第２配線の側
面に形成された高透磁率層の少なくとも一方は第２配線
よりトンネル磁気抵抗素子側に突き出した状態に形成さ
れているので、第２配線から発する電流磁界はトンネル
磁気抵抗素子側に突き出した状態に形成されている磁束
集中器の先端部によりトンネル磁気抵抗素子の記憶層に
効率よく集中的に印加することができる。このため書き
込みのための電流値を下げることが可能になり、消費電
流の低減が図れるとともに第２配線のエレクトロマイグ
レーションに対する寿命が高めることができる。また駆
動電流が少なくてすむことから電流駆動回路の面積を縮
小することができるので、素子の高集積化を図ることが
できる。さらに漏れ磁界が少なくなるため隣接セルとの
干渉効果を低減することができるので、書き込みの信頼
性の向上が図れる。
【０２８４】本発明の第３磁気メモリ装置によれば、第
１配線とトンネル磁気抵抗素子との間およびトンネル磁
気抵抗素子の側面側に、絶縁膜を介して、高透磁率層か
らなる磁束集中器が設けられているので、第１磁気メモ
リ装置と同様なる効果が得られる。
１配線とトンネル磁気抵抗素子との間およびトンネル磁
気抵抗素子の側面側に、絶縁膜を介して、高透磁率層か
らなる磁束集中器が設けられているので、第１磁気メモ
リ装置と同様なる効果が得られる。
【０２８５】上記第４磁気メモリ装置では、第１配線
は、少なくとも、第１配線の両側面およびトンネル磁気
抵抗素子に対向する面とは反対側の面に高透磁率層から
なる第１磁束集中器が設けられ、第１配線とトンネル磁
気抵抗素子との間およびトンネル磁気抵抗素子の側面側
に、絶縁膜を介して、高透磁率層からなる第２磁束集中
器が設けられているので、第１磁気メモリ装置と同様な
る効果が得られる。
は、少なくとも、第１配線の両側面およびトンネル磁気
抵抗素子に対向する面とは反対側の面に高透磁率層から
なる第１磁束集中器が設けられ、第１配線とトンネル磁
気抵抗素子との間およびトンネル磁気抵抗素子の側面側
に、絶縁膜を介して、高透磁率層からなる第２磁束集中
器が設けられているので、第１磁気メモリ装置と同様な
る効果が得られる。
【０２８６】上記第５磁気メモリ装置では、第１配線
は、少なくとも、第１配線の両側面およびトンネル磁気
抵抗素子に対向する面とは反対側の面に高透磁率層から
なる磁束集中器が設けられ、第１配線の側面に形成され
た高透磁率層の少なくとも一方は第１配線より前記トン
ネル磁気抵抗素子側に突き出した状態に形成されている
ので、いわゆるクロスポイント型磁気メモリ装置におい
ても前記第１磁気メモリ装置と同様なる効果が得られ
る。
は、少なくとも、第１配線の両側面およびトンネル磁気
抵抗素子に対向する面とは反対側の面に高透磁率層から
なる磁束集中器が設けられ、第１配線の側面に形成され
た高透磁率層の少なくとも一方は第１配線より前記トン
ネル磁気抵抗素子側に突き出した状態に形成されている
ので、いわゆるクロスポイント型磁気メモリ装置におい
ても前記第１磁気メモリ装置と同様なる効果が得られ
る。
【０２８７】上記第６磁気メモリ装置では、第２配線
に、少なくとも、第２配線の両側面およびトンネル磁気
抵抗素子に対向する面とは反対側の面に高透磁率層から
なる磁束集中器が設けられていて、第２配線の側面に形
成された高透磁率層の少なくとも一方は第２配線よりト
ンネル磁気抵抗素子側に突き出した状態に形成されてい
るので、いわゆるクロスポイント型磁気メモリ装置にお
いても前記第２磁気メモリ装置と同様なる効果が得られ
る。
に、少なくとも、第２配線の両側面およびトンネル磁気
抵抗素子に対向する面とは反対側の面に高透磁率層から
なる磁束集中器が設けられていて、第２配線の側面に形
成された高透磁率層の少なくとも一方は第２配線よりト
ンネル磁気抵抗素子側に突き出した状態に形成されてい
るので、いわゆるクロスポイント型磁気メモリ装置にお
いても前記第２磁気メモリ装置と同様なる効果が得られ
る。
【０２８８】また、第１、第２および第４ないし第６磁
気メモリ装置においては、高透磁率層と第１配線もしく
は第２配線との間に絶縁膜が形成されているものであっ
ても、それぞれの磁気メモリ装置と同様なる効果を得る
ことができる。
気メモリ装置においては、高透磁率層と第１配線もしく
は第２配線との間に絶縁膜が形成されているものであっ
ても、それぞれの磁気メモリ装置と同様なる効果を得る
ことができる。
【０２８９】本発明の第１磁気メモリ装置の製造方法に
よれば、少なくとも、第１配線の両側面およびトンネル
磁気抵抗素子に対向する面とは反対側の面に高透磁率層
からなる磁束集中器を形成する工程を備え、第１配線の
両側面に形成される高透磁率層の少なくとも一方を第１
配線よりトンネル磁気抵抗素子側に突き出した状態に形
成するので、第１配線に電流を流した際に発せられる電
流磁界をトンネル磁気抵抗素子の記憶層に効率よく集中
することができる構成の磁束集中器に形成することがで
きる。このように形成された磁束集中器によって、第１
磁気メモリ装置は、書き込みのための電流値を下げるこ
とが可能になり、消費電流の低減が図れるとともに第１
配線のエレクトロマイグレーションに対する寿命を高め
ることができる。また駆動電流が少なくてすむことから
電流駆動回路の面積を縮小することができ、素子の高集
積化を図ることができる。さらに漏れ磁界が少なくなる
ため隣接セルとの干渉効果を低減することができる。
よれば、少なくとも、第１配線の両側面およびトンネル
磁気抵抗素子に対向する面とは反対側の面に高透磁率層
からなる磁束集中器を形成する工程を備え、第１配線の
両側面に形成される高透磁率層の少なくとも一方を第１
配線よりトンネル磁気抵抗素子側に突き出した状態に形
成するので、第１配線に電流を流した際に発せられる電
流磁界をトンネル磁気抵抗素子の記憶層に効率よく集中
することができる構成の磁束集中器に形成することがで
きる。このように形成された磁束集中器によって、第１
磁気メモリ装置は、書き込みのための電流値を下げるこ
とが可能になり、消費電流の低減が図れるとともに第１
配線のエレクトロマイグレーションに対する寿命を高め
ることができる。また駆動電流が少なくてすむことから
電流駆動回路の面積を縮小することができ、素子の高集
積化を図ることができる。さらに漏れ磁界が少なくなる
ため隣接セルとの干渉効果を低減することができる。
【０２９０】本発明の第２磁気メモリ装置の製造方法に
よれば、少なくとも、第２配線の両側面およびトンネル
磁気抵抗素子に対向する面とは反対側の面に高透磁率層
からなる磁束集中器を形成する工程を備え、第２配線の
両側面に形成される高透磁率層の少なくとも一方を第２
配線よりトンネル磁気抵抗素子側に突き出した状態に形
成するので、第２配線に電流を流した際に発せられる電
流磁界がトンネル磁気抵抗素子の記憶層に効率よく集中
することができる構成の磁束集中器に形成することがで
きる。このように形成された磁束集中器によって、第２
磁気メモリ装置は、書き込みのための電流値を下げるこ
とが可能になり、消費電流の低減が図れるとともに第２
配線のエレクトロマイグレーションに対する寿命を高め
ることができる。また駆動電流が少なくてすむことから
電流駆動回路の面積を縮小することができ、素子の高集
積化を図ることができる。さらに漏れ磁界が少なくなる
ため隣接セルとの干渉効果を低減することができる。
よれば、少なくとも、第２配線の両側面およびトンネル
磁気抵抗素子に対向する面とは反対側の面に高透磁率層
からなる磁束集中器を形成する工程を備え、第２配線の
両側面に形成される高透磁率層の少なくとも一方を第２
配線よりトンネル磁気抵抗素子側に突き出した状態に形
成するので、第２配線に電流を流した際に発せられる電
流磁界がトンネル磁気抵抗素子の記憶層に効率よく集中
することができる構成の磁束集中器に形成することがで
きる。このように形成された磁束集中器によって、第２
磁気メモリ装置は、書き込みのための電流値を下げるこ
とが可能になり、消費電流の低減が図れるとともに第２
配線のエレクトロマイグレーションに対する寿命を高め
ることができる。また駆動電流が少なくてすむことから
電流駆動回路の面積を縮小することができ、素子の高集
積化を図ることができる。さらに漏れ磁界が少なくなる
ため隣接セルとの干渉効果を低減することができる。
【０２９１】本発明の第３磁気メモリ装置の製造方法に
よれば、第１配線を形成した後に、第１配線とトンネル
磁気抵抗素子との間およびトンネル磁気抵抗素子の側面
側に、絶縁膜を介して、高透磁率層からなる磁束集中器
を形成する工程を備えているので、第１配線に電流を流
した際に発せられる電流磁界がトンネル磁気抵抗素子の
記憶層に効率よく集中することができる構成の磁束集中
器を形成することができる。よって、第１磁気メモリ装
置の製造方法と同様なる効果が得られる。
よれば、第１配線を形成した後に、第１配線とトンネル
磁気抵抗素子との間およびトンネル磁気抵抗素子の側面
側に、絶縁膜を介して、高透磁率層からなる磁束集中器
を形成する工程を備えているので、第１配線に電流を流
した際に発せられる電流磁界がトンネル磁気抵抗素子の
記憶層に効率よく集中することができる構成の磁束集中
器を形成することができる。よって、第１磁気メモリ装
置の製造方法と同様なる効果が得られる。
【０２９２】本発明の第４磁気メモリ装置の製造方法で
は、少なくとも、第１配線の両側面およびトンネル磁気
抵抗素子に対向する面とは反対側の面に高透磁率層から
なる第１磁束集中器を形成する工程と、第１配線を形成
した後に、第１配線とトンネル磁気抵抗素子との間およ
びトンネル磁気抵抗素子の側面側に、絶縁膜を介して、
高透磁率層からなる第２磁束集中器を形成する工程とを
備えているので、第１配線に電流を流した際に発せられ
る電流磁界を第２磁束集中器に効率よく集中することが
できる構成の第１磁束集中器を形成することができる。
それとともに、第１磁束集中器を介して伝達された電流
磁界をトンネル磁気抵抗素子の記憶層に効率よく集中す
ることができる構成の第２磁束集中器を形成することが
できる。よって、第１磁気メモリ装置の製造方法と同様
なる効果が得られる。
は、少なくとも、第１配線の両側面およびトンネル磁気
抵抗素子に対向する面とは反対側の面に高透磁率層から
なる第１磁束集中器を形成する工程と、第１配線を形成
した後に、第１配線とトンネル磁気抵抗素子との間およ
びトンネル磁気抵抗素子の側面側に、絶縁膜を介して、
高透磁率層からなる第２磁束集中器を形成する工程とを
備えているので、第１配線に電流を流した際に発せられ
る電流磁界を第２磁束集中器に効率よく集中することが
できる構成の第１磁束集中器を形成することができる。
それとともに、第１磁束集中器を介して伝達された電流
磁界をトンネル磁気抵抗素子の記憶層に効率よく集中す
ることができる構成の第２磁束集中器を形成することが
できる。よって、第１磁気メモリ装置の製造方法と同様
なる効果が得られる。
【０２９３】上記第５磁気メモリ装置の製造方法では、
少なくとも、第１配線の両側面およびトンネル磁気抵抗
素子に対向する面とは反対側の面に高透磁率層からなる
磁束集中器を形成する工程を備え、第１配線の両側面に
形成される高透磁率層の少なくとも一方を第１配線より
トンネル磁気抵抗素子側に突き出した状態に形成するの
で、いわゆるクロスポイント型の磁気メモリ装置におい
ても、前記第１磁気メモリ装置の製造方法と同様なる効
果を得ることができる。
少なくとも、第１配線の両側面およびトンネル磁気抵抗
素子に対向する面とは反対側の面に高透磁率層からなる
磁束集中器を形成する工程を備え、第１配線の両側面に
形成される高透磁率層の少なくとも一方を第１配線より
トンネル磁気抵抗素子側に突き出した状態に形成するの
で、いわゆるクロスポイント型の磁気メモリ装置におい
ても、前記第１磁気メモリ装置の製造方法と同様なる効
果を得ることができる。
【０２９４】上記第６磁気メモリ装置の製造方法では、
少なくとも、第２配線の両側面およびトンネル磁気抵抗
素子に対向する面とは反対側の面に高透磁率層からなる
磁束集中器を形成する工程を備え、第２配線の両側面に
形成される高透磁率層の少なくとも一方を第２配線より
トンネル磁気抵抗素子側に突き出した状態に形成するの
で、いわゆるクロスポイント型の磁気メモリ装置におい
ても、前記第２磁気メモリ装置の製造方法と同様なる効
果を得ることができる。
少なくとも、第２配線の両側面およびトンネル磁気抵抗
素子に対向する面とは反対側の面に高透磁率層からなる
磁束集中器を形成する工程を備え、第２配線の両側面に
形成される高透磁率層の少なくとも一方を第２配線より
トンネル磁気抵抗素子側に突き出した状態に形成するの
で、いわゆるクロスポイント型の磁気メモリ装置におい
ても、前記第２磁気メモリ装置の製造方法と同様なる効
果を得ることができる。
【０２９５】また、第１、第２および第４ないし第６磁
気メモリ装置の製造方法においては、高透磁率層と第１
配線もしくは第２配線との間に絶縁膜を形成する場合で
あっても、それぞれの磁気メモリ装置の製造方法と同様
なる効果を得ることができる。
気メモリ装置の製造方法においては、高透磁率層と第１
配線もしくは第２配線との間に絶縁膜を形成する場合で
あっても、それぞれの磁気メモリ装置の製造方法と同様
なる効果を得ることができる。
【図１】本発明の第１磁気メモリ装置に係る第１実施の
形態を示す概略構成断面図である。
形態を示す概略構成断面図である。
【図２】一般的なＭＲＡＭの主要部を簡略化して示した
概略構成斜視図である。
概略構成斜視図である。
【図３】容易軸方向磁界ＨEA および困難軸方向磁界Ｈ
HA による記憶層磁化方向の反転しきい値を示すアステ
ロイド曲線である。
HA による記憶層磁化方向の反転しきい値を示すアステ
ロイド曲線である。
【図４】ＴＭＲ素子の一例を示す概略構成斜視図であ
る。
る。
【図５】本発明の第１磁気メモリ装置に係る第１実施の
形態の書き込みワード線が発する電流磁界の分布を調べ
たシミュレーション結果である。
形態の書き込みワード線が発する電流磁界の分布を調べ
たシミュレーション結果である。
【図６】本発明の第１磁気メモリ装置に係る第２実施の
形態を示す概略構成断面図である。
形態を示す概略構成断面図である。
【図７】比較例１として、従来構造のＭＲＡＭセルにお
ける書き込みワード線およびその周囲構造および書き込
みワード線周囲の電流磁界の分布状態を示す概略構成断
面図である。
ける書き込みワード線およびその周囲構造および書き込
みワード線周囲の電流磁界の分布状態を示す概略構成断
面図である。
【図８】比較例２として、従来構造のＭＲＡＭセルにお
ける書き込みワード線およびその周囲構造および書き込
みワード線周囲の電流磁界の分布状態を示す概略構成断
面図である。
ける書き込みワード線およびその周囲構造および書き込
みワード線周囲の電流磁界の分布状態を示す概略構成断
面図である。
【図９】本発明の第１磁気メモリ装置に係る第１実施の
形態、第２実施の形態、比較例１および比較例２につい
て、磁化方向に対して直行する方向に配置した磁化を反
転させるため必要なビット線電流の書き込みワード線電
流依存性を示す、磁化容易軸方向の磁界を与える電流と
磁化難易軸方向の磁界を与える電流との関係図である。
形態、第２実施の形態、比較例１および比較例２につい
て、磁化方向に対して直行する方向に配置した磁化を反
転させるため必要なビット線電流の書き込みワード線電
流依存性を示す、磁化容易軸方向の磁界を与える電流と
磁化難易軸方向の磁界を与える電流との関係図である。
【図１０】本発明の第１磁気メモリ装置に係る第３実施
の形態を示す概略構成断面図である。
の形態を示す概略構成断面図である。
【図１１】本発明の第１磁気メモリ装置に係る第４実施
の形態を示す概略構成断面図である。
の形態を示す概略構成断面図である。
【図１２】本発明の第１磁気メモリ装置に係る第５実施
の形態を示す概略構成断面図である。
の形態を示す概略構成断面図である。
【図１３】本発明の第２磁気メモリ装置に係る第１実施
の形態を示す概略構成断面図である。
の形態を示す概略構成断面図である。
【図１４】本発明の第２磁気メモリ装置に係る第２実施
の形態を示す概略構成断面図である。
の形態を示す概略構成断面図である。
【図１５】本発明の第２磁気メモリ装置に係る第３実施
の形態を示す概略構成断面図である。
の形態を示す概略構成断面図である。
【図１６】本発明の第３磁気メモリ装置に係る実施の形
態を示す概略構成断面図である。
態を示す概略構成断面図である。
【図１７】本発明の第４磁気メモリ装置に係る第１実施
の形態を示す概略構成断面図である。
の形態を示す概略構成断面図である。
【図１８】本発明の第４磁気メモリ装置に係る第２実施
の形態を示す概略構成断面図である。
の形態を示す概略構成断面図である。
【図１９】本発明の第４磁気メモリ装置に係る第３実施
の形態を示す概略構成断面図である。
の形態を示す概略構成断面図である。
【図２０】本発明の第４磁気メモリ装置に係る第４実施
の形態を示す概略構成断面図である。
の形態を示す概略構成断面図である。
【図２１】一般的なクロスポイント型のＭＲＡＭの主要
部を簡略化して示した概略構成斜視図である。
部を簡略化して示した概略構成斜視図である。
【図２２】本発明の第５磁気メモリ装置に係る第１実施
の形態を示す概略構成断面図である。
の形態を示す概略構成断面図である。
【図２３】本発明の第５磁気メモリ装置に係る第２実施
の形態を示す概略構成断面図である。
の形態を示す概略構成断面図である。
【図２４】本発明の第６磁気メモリ装置に係る第１実施
の形態を示す概略構成断面図である。
の形態を示す概略構成断面図である。
【図２５】本発明の第６磁気メモリ装置に係る第２実施
の形態を示す概略構成断面図である。
の形態を示す概略構成断面図である。
【図２６】本発明の第６磁気メモリ装置に係る第３実施
の形態を示す概略構成断面図である。
の形態を示す概略構成断面図である。
【図２７】本発明の第１磁気メモリ装置の製造方法に係
る第１実施の形態を示す製造工程断面図である。
る第１実施の形態を示す製造工程断面図である。
【図２８】本発明の第１磁気メモリ装置の製造方法に係
る第２実施の形態を示す製造工程断面図である。
る第２実施の形態を示す製造工程断面図である。
【図２９】本発明の第１磁気メモリ装置の製造方法に係
る第３実施の形態を示す製造工程断面図である。
る第３実施の形態を示す製造工程断面図である。
【図３０】本発明の第１磁気メモリ装置の製造方法に係
る第４実施の形態を示す概略構成断面図である。
る第４実施の形態を示す概略構成断面図である。
【図３１】本発明の第１磁気メモリ装置の製造方法に係
る第５実施の形態を示す概略構成断面図である。
る第５実施の形態を示す概略構成断面図である。
【図３２】本発明の第１磁気メモリ装置の製造方法に係
る第６実施の形態を示す概略構成断面図である。
る第６実施の形態を示す概略構成断面図である。
【図３３】本発明の第２磁気メモリ装置の製造方法に係
る第１実施の形態を示す製造工程断面図である。
る第１実施の形態を示す製造工程断面図である。
【図３４】本発明の第２磁気メモリ装置の製造方法に係
る第２実施の形態を示す概略構成断面図である。
る第２実施の形態を示す概略構成断面図である。
【図３５】本発明の第２磁気メモリ装置の製造方法に係
る第３実施の形態を示す概略構成断面図である。
る第３実施の形態を示す概略構成断面図である。
【図３６】本発明の第２磁気メモリ装置の製造方法に係
る第４実施の形態を示す概略構成断面図である。
る第４実施の形態を示す概略構成断面図である。
【図３７】本発明の第２磁気メモリ装置の製造方法に係
る第５実施の形態を示す概略構成断面図である。
る第５実施の形態を示す概略構成断面図である。
【図３８】本発明の第３磁気メモリ装置の製造方法に係
る実施の形態を示す概略構成断面図である。
る実施の形態を示す概略構成断面図である。
【図３９】本発明の第４磁気メモリ装置の製造方法に係
る第１実施の形態を示す概略構成断面図である。
る第１実施の形態を示す概略構成断面図である。
【図４０】本発明の第４磁気メモリ装置の製造方法に係
る第２実施の形態を示す概略構成断面図である。
る第２実施の形態を示す概略構成断面図である。
【図４１】本発明の第４磁気メモリ装置の製造方法に係
る第３実施の形態を示す概略構成断面図である。
る第３実施の形態を示す概略構成断面図である。
【図４２】本発明の第４磁気メモリ装置の製造方法に係
る第４実施の形態を示す概略構成断面図である。
る第４実施の形態を示す概略構成断面図である。
【図４３】本発明の第５磁気メモリ装置の製造方法に係
る第１実施の形態を示す概略構成断面図である。
る第１実施の形態を示す概略構成断面図である。
【図４４】本発明の第５磁気メモリ装置の製造方法に係
る第２実施の形態を示す概略構成断面図である。
る第２実施の形態を示す概略構成断面図である。
１…磁気メモリ装置、１１…書き込みワード線、１２…
ビット線、１３…ＴＭＲ素子、５１…磁束集中器、３０
２…磁化固定層、３０３…トンネル絶縁層、３０４…記
憶層
ビット線、１３…ＴＭＲ素子、５１…磁束集中器、３０
２…磁化固定層、３０３…トンネル絶縁層、３０４…記
憶層
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０１Ｌ 43/08 Ｈ０１Ｌ 27/10 ４４７
Ｆターム(参考） 5E049 AA04 AA09 AC05 BA06 CB02
5F083 FZ10 GA05 GA12 JA36 JA37
JA38 JA39 JA40 JA56 MA06
MA16 MA19 PR03 PR09 PR15
PR21 PR22 PR40
Claims (38)
- 【請求項１】 第１配線と、 前記第１配線と立体的に交差する第２配線と、 前記第１配線と電気的に絶縁され、前記第２配線と電気
的に接続されたもので、前記第１配線と前記第２配線と
の交差領域にトンネル絶縁層を強磁性体で挟んで構成さ
れるトンネル磁気抵抗素子とを備えたもので、 前記強磁性体のスピン方向が平行もしくは反平行によっ
て抵抗値が変化することを利用して情報を記憶する不揮
発性の磁気メモリ装置において、 前記第１配線に、少なくとも、前記第１配線の両側面お
よび前記トンネル磁気抵抗素子に対向する面とは反対側
の面に高透磁率層からなる磁束集中器が設けられ、 前記第１配線の側面に形成された前記高透磁率層の少な
くとも一方は前記第１配線より前記トンネル磁気抵抗素
子側に突き出した状態に形成されていることを特徴とす
る磁気メモリ装置。 - 【請求項２】 前記磁束集中器は、前記トンネル磁気抵
抗素子側の前記第1配線表面にも高透磁率層が形成され
ていることを特徴とする請求項１記載の磁気メモリ装
置。 - 【請求項３】 前記磁束集中器と前記第１配線との間に
絶縁膜が形成されていることを特徴とする請求項１記載
の磁気メモリ装置。 - 【請求項４】 前記磁束集中器は、前記トンネル磁気抵
抗素子側の前記第1配線表面にも絶縁膜を介して高透磁
率層が形成されていることを特徴とする請求項３記載の
磁気メモリ装置。 - 【請求項５】 第１配線と、 前記第１配線と立体的に交差する第２配線と、 前記第１配線と電気的に絶縁され、前記第２配線と電気
的に接続されたもので、前記第１配線と前記第２配線と
の交差領域にトンネル絶縁層を強磁性体で挟んで構成さ
れるトンネル磁気抵抗素子とを備えたもので、 前記強磁性体のスピン方向が平行もしくは反平行によっ
て抵抗値が変化することを利用して情報を記憶する不揮
発性の磁気メモリ装置において、 前記第２配線に、少なくとも、前記第２配線の両側面お
よび前記トンネル磁気抵抗素子に対向する面とは反対側
の面に高透磁率層からなる磁束集中器が設けられてい
て、 前記第２配線の側面に形成された前記高透磁率層の少な
くとも一方は前記第２配線より前記トンネル磁気抵抗素
子側に突き出した状態に形成されていることを特徴とす
る磁気メモリ装置。 - 【請求項６】 前記磁束集中器は、前記トンネル磁気抵
抗素子側の前記第２配線表面にも高透磁率層が形成され
ていることを特徴とする請求項５記載の磁気メモリ装
置。 - 【請求項７】 前記磁束集中器と前記第２配線との間に
絶縁膜が形成されていることを特徴とする請求項５記載
の磁気メモリ装置。 - 【請求項８】 前記磁束集中器は、前記トンネル磁気抵
抗素子側の前記第２配線表面にも絶縁膜を介して高透磁
率層が形成されていることを特徴とする請求項７記載の
磁気メモリ装置。 - 【請求項９】 第１配線と、 前記第１配線と立体的に交差する第２配線と、 前記第１配線と電気的に絶縁され、前記第２配線と電気
的に接続されたもので、前記第１配線と前記第２配線と
の交差領域にトンネル絶縁層を強磁性体で挟んで構成さ
れるトンネル磁気抵抗素子とを備えたもので、 前記強磁性体のスピン方向が平行もしくは反平行によっ
て抵抗値が変化することを利用して情報を記憶する不揮
発性の磁気メモリ装置において、 前記第１配線と前記トンネル磁気抵抗素子との間および
前記トンネル磁気抵抗素子の側面側に、絶縁膜を介し
て、高透磁率層からなる磁束集中器が設けられているこ
とを特徴とする磁気メモリ装置。 - 【請求項１０】 第１配線と、 前記第１配線と立体的に交差する第２配線と、 前記第１配線と電気的に絶縁され、前記第２配線と電気
的に接続されたもので、前記第１配線と前記第２配線と
の交差領域にトンネル絶縁層を強磁性体で挟んで構成さ
れるトンネル磁気抵抗素子とを備えたもので、 前記強磁性体のスピン方向が平行もしくは反平行によっ
て抵抗値が変化することを利用して情報を記憶する不揮
発性の磁気メモリ装置において、 前記第１配線には、少なくとも、前記第１配線の両側面
および前記トンネル磁気抵抗素子に対向する面とは反対
側の面に、高透磁率層からなる第１磁束集中器が設けら
れ、 前記第１配線と前記トンネル磁気抵抗素子との間および
前記トンネル磁気抵抗素子の側面側に、絶縁膜を介し
て、高透磁率層からなる第２磁束集中器が設けられてい
ることを特徴とする磁気メモリ装置。 - 【請求項１１】 前記第１磁束集中器と前記第１配線と
の間に絶縁膜が形成されていることを特徴とする請求項
１０記載の磁気メモリ装置。 - 【請求項１２】 前記第１配線の側面に形成された前記
高透磁率層の少なくとも一方は前記第１配線より前記ト
ンネル磁気抵抗素子側に突き出した状態に形成されてい
ることを特徴とする請求項８記載の磁気メモリ装置。 - 【請求項１３】 前記第１磁束集中器と前記第１配線と
の間に絶縁膜が形成されていることを特徴とする請求項
１２記載の磁気メモリ装置。 - 【請求項１４】 第１配線と、 前記第１配線と立体的に交差する第２配線と、 前記第１配線とスイッチング素子を介して電気的に接続
され、前記第２配線と電気的に接続されたもので、前記
第１配線と前記第２配線との交差領域にトンネル絶縁層
を強磁性体で挟んで構成されるトンネル磁気抵抗素子と
を備えたもので、 前記強磁性体のスピン方向が平行もしくは反平行によっ
て抵抗値が変化することを利用して情報を記憶する不揮
発性の磁気メモリ装置において、 前記第１配線に、少なくとも、前記第１配線の両側面お
よび前記トンネル磁気抵抗素子に対向する面とは反対側
の面に高透磁率層からなる磁束集中器が設けられ、 前記第１配線の側面に形成された前記高透磁率層の少な
くとも一方は前記第１配線より前記トンネル磁気抵抗素
子側に突き出した状態に形成されていることを特徴とす
る磁気メモリ装置。 - 【請求項１５】 前記磁束集中器と前記トンネル磁気抵
抗素子との間に絶縁膜が形成されていることを特徴とす
る請求項１４記載の磁気メモリ装置。 - 【請求項１６】 第１配線と、前記第１配線と立体的に
交差する第２配線と、 前記第１配線とスイッチング素子を介して電気的に接続
され、前記第２配線と電気的に接続されたもので、前記
第１配線と前記第２配線との交差領域にトンネル絶縁層
を強磁性体で挟んで構成されるトンネル磁気抵抗素子と
を備えたもので、 前記強磁性体のスピン方向が平行もしくは反平行によっ
て抵抗値が変化することを利用して情報を記憶する不揮
発性の磁気メモリ装置において、 前記第２配線に、少なくとも、前記第２配線の両側面お
よび前記トンネル磁気抵抗素子に対向する面とは反対側
の面に高透磁率層からなる磁束集中器が設けられてい
て、 前記第２配線の側面に形成された前記高透磁率層の少な
くとも一方は前記第２配線より前記トンネル磁気抵抗素
子側に突き出した状態に形成されていることを特徴とす
る磁気メモリ装置。 - 【請求項１７】 前記磁束集中器は、前記トンネル磁気
抵抗素子側の前記第２配線表面にも高透磁率層が形成さ
れていることを特徴とする請求項１６記載の磁気メモリ
装置。 - 【請求項１８】 前記磁束集中器と前記第２配線との間
に絶縁膜が形成されていることを特徴とする請求項１６
記載の磁気メモリ装置。 - 【請求項１９】 前記磁束集中器は、前記トンネル磁気
抵抗素子側の前記第２配線表面にも絶縁膜を介して高透
磁率層が形成されていることを特徴とする請求項１６記
載の磁気メモリ装置。 - 【請求項２０】 第１の配線を形成する工程と、 トンネル絶縁層を強磁性体で挟んでなるもので前記第１
の配線と電気的に絶縁されたトンネル磁気抵抗素子を形
成する工程と、 前記トンネル磁気抵抗素子と電気的に接続するもので前
記トンネル磁気抵抗素子を間にして前記第１配線と立体
的に交差する第２配線を形成する工程とを備えた不揮発
性の磁気メモリ装置の製造方法において、 少なくとも、前記第１配線の両側面および前記トンネル
磁気抵抗素子に対向する面とは反対側の面に高透磁率層
からなる磁束集中器を形成する工程を備え、 前記第１配線の両側面に形成される前記高透磁率層の少
なくとも一方を前記第１配線より前記トンネル磁気抵抗
素子側に突き出した状態に形成することを特徴とする磁
気メモリ装置の製造方法。 - 【請求項２１】 前記高透磁率層を前記トンネル磁気抵
抗素子側の前記第1配線表面にも形成することを特徴と
する請求項２０記載の磁気メモリ装置の製造方法。 - 【請求項２２】 前記高透磁率層を、前記第１配線に対
して絶縁膜を介して形成することを特徴とする請求項２
０記載の磁気メモリ装置の製造方法。 - 【請求項２３】 前記高透磁率層を、前記トンネル磁気
抵抗素子側の前記第1配線表面にも絶縁膜を介して形成
することを特徴とする請求項２２記載の磁気メモリ装置
の製造方法。 - 【請求項２４】 第１の配線を形成する工程と、 トンネル絶縁層を強磁性体で挟んでなるもので前記第１
の配線と電気的に絶縁されたトンネル磁気抵抗素子を形
成する工程と、 前記トンネル磁気抵抗素子と電気的に接続するもので前
記トンネル磁気抵抗素子を間にして前記第１配線と立体
的に交差する第２配線を形成する工程とを備えた不揮発
性の磁気メモリ装置の製造方法において、 少なくとも、前記第２配線の両側面および前記トンネル
磁気抵抗素子に対向する面とは反対側の面に高透磁率層
からなる磁束集中器を形成する工程を備え、 前記第２配線の両側面に形成される前記高透磁率層の少
なくとも一方を前記第２配線より前記トンネル磁気抵抗
素子側に突き出した状態に形成することを特徴とする磁
気メモリ装置の製造方法。 - 【請求項２５】 前記高透磁率層を、前記トンネル磁気
抵抗素子側の前記第２配線表面にも形成することを特徴
とする請求項２４記載の磁気メモリ装置の製造方法。 - 【請求項２６】 前記高透磁率層を、前記第２配線に対
して絶縁膜を介して形成することを特徴とする請求項２
４記載の磁気メモリ装置の製造方法。 - 【請求項２７】 前記高透磁率層を、前記トンネル磁気
抵抗素子側の前記第２配線表面にも絶縁膜を介して形成
することを特徴とする請求項２６記載の磁気メモリ装置
の製造方法。 - 【請求項２８】 第１の配線を形成する工程と、 トンネル絶縁層を強磁性体で挟んでなるもので前記第１
の配線と電気的に絶縁されたトンネル磁気抵抗素子を形
成する工程と、 前記トンネル磁気抵抗素子と電気的に接続するもので前
記トンネル磁気抵抗素子を間にして前記第１配線と立体
的に交差する第２配線を形成する工程とを備えた不揮発
性の磁気メモリ装置の製造方法において、 前記第１配線を形成した後に、 前記第１配線と前記トンネル磁気抵抗素子との間および
前記トンネル磁気抵抗素子の側面側に、絶縁膜を介し
て、高透磁率層からなる磁束集中器を形成する工程を備
えたことを特徴とする磁気メモリ装置の製造方法。 - 【請求項２９】 第１の配線を形成する工程と、 トンネル絶縁層を強磁性体で挟んでなるもので前記第１
の配線と電気的に絶縁されたトンネル磁気抵抗素子を形
成する工程と、 前記トンネル磁気抵抗素子と電気的に接続するもので前
記トンネル磁気抵抗素子を間にして前記第１配線と立体
的に交差する第２配線を形成する工程とを備えた不揮発
性の磁気メモリ装置の製造方法において、 少なくとも、前記第１配線の両側面および前記トンネル
磁気抵抗素子に対向する面とは反対側の面に高透磁率層
からなる第１磁束集中器を形成する工程と、 前記第１配線を形成した後に、 前記第１配線と前記トンネル磁気抵抗素子との間および
前記トンネル磁気抵抗素子の側面側に、絶縁膜を介し
て、高透磁率層からなる第２磁束集中器を形成する工程
とを備えたことを特徴とする磁気メモリ装置の製造方
法。 - 【請求項３０】 前記第１磁束集中器の高透磁率層を、
前記第１配線に対して絶縁膜を介して形成することを特
徴とする請求項２９記載の磁気メモリ装置の製造方法。 - 【請求項３１】 前記第１配線の両側面に形成される前
記第１磁束集中器の高透磁率層の少なくとも一方を前記
トンネル磁気抵抗素子側の前記第1配線表面より前記ト
ンネル磁気抵抗素子側に突き出した状態に形成すること
を特徴とする請求項２７記載の磁気メモリ装置の製造方
法。 - 【請求項３２】 前記第１磁束集中器の高透磁率層を、
前記第１配線に対して絶縁膜を介して形成することを特
徴とする請求項３１記載の磁気メモリ装置の製造方法。 - 【請求項３３】 第１の配線を形成する工程と、 前記第１配線上にスイッチング素子を形成する工程と、 トンネル絶縁層を強磁性体で挟んでなるもので前記第１
の配線上に前記スイッチング素子を介して接続されるト
ンネル磁気抵抗素子を形成する工程と、 前記トンネル磁気抵抗素子と電気的に接続するもので前
記トンネル磁気抵抗素子を間にして前記第１配線と立体
的に交差する第２配線を形成する工程とを備えた不揮発
性の磁気メモリ装置の製造方法において、 少なくとも、前記第１配線の両側面および前記トンネル
磁気抵抗素子に対向する面とは反対側の面に高透磁率層
からなる磁束集中器を形成する工程を備え、 前記第１配線の両側面に形成される前記高透磁率層の少
なくとも一方を前記第１配線より前記トンネル磁気抵抗
素子側に突き出した状態に形成することを特徴とする磁
気メモリ装置の製造方法。 - 【請求項３４】 前記高透磁率層を前記トンネル磁気抵
抗素子側の前記第1配線表面にも形成することを特徴と
する請求項３３記載の磁気メモリ装置の製造方法。 - 【請求項３５】 第１の配線を形成する工程と、 前記第１配線上にスイッチング素子を形成する工程と、 トンネル絶縁層を強磁性体で挟んでなるもので前記第１
の配線とスイッチング素子を介して接続されるトンネル
磁気抵抗素子を形成する工程と、 前記トンネル磁気抵抗素子と電気的に接続するもので前
記トンネル磁気抵抗素子を間にして前記第１配線と立体
的に交差する第２配線を形成する工程とを備えた不揮発
性の磁気メモリ装置の製造方法において、 少なくとも、前記第２配線の両側面および前記トンネル
磁気抵抗素子に対向する面とは反対側の面に高透磁率層
からなる磁束集中器を形成する工程を備え、 前記第２配線の両側面に形成される前記高透磁率層の少
なくとも一方を前記第２配線より前記トンネル磁気抵抗
素子側に突き出した状態に形成することを特徴とする磁
気メモリ装置の製造方法。 - 【請求項３６】 前記高透磁率層を、前記トンネル磁気
抵抗素子側の前記第２配線表面にも形成することを特徴
とする請求項３５記載の磁気メモリ装置の製造方法。 - 【請求項３７】 前記高透磁率層を、前記第２配線に対
して絶縁膜を介して形成することを特徴とする請求項３
５記載の磁気メモリ装置の製造方法。 - 【請求項３８】 前記高透磁率層を、前記トンネル磁気
抵抗素子側の前記第２配線表面にも絶縁膜を介して形成
することを特徴とする請求項３７記載の磁気メモリ装置
の製造方法。
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|---|---|---|---|---|
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| JP2006515116A (ja) * | 2003-02-05 | 2006-05-18 | アプライド スピントロニクス テクノロジー インコーポレイテッド | 高密度及び高プログラミング効率のｍｒａｍ設計 |
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| US6798004B1 (en) * | 2003-04-22 | 2004-09-28 | Freescale Semiconductor, Inc. | Magnetoresistive random access memory devices and methods for fabricating the same |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004179192A (ja) * | 2002-11-22 | 2004-06-24 | Toshiba Corp | 磁気ランダムアクセスメモリ |
| JP2006515116A (ja) * | 2003-02-05 | 2006-05-18 | アプライド スピントロニクス テクノロジー インコーポレイテッド | 高密度及び高プログラミング効率のｍｒａｍ設計 |
| JP2006344750A (ja) * | 2005-06-08 | 2006-12-21 | Tdk Corp | 磁気メモリ |
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