JP2004343040A - 分割されたサブデジットラインを有する磁気ラムセル - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 分割されたデジットライン(split sub−digit
lines)を有する磁気ラムセルを提供する。前記磁気ラムセルは、半導体基板上部に配置された一組のサブデジットラインを具備する。前記一組のサブデジットラインは、平面上で互いに離隔されている。前記一組のサブデジットライン上に一つの磁気抵抗体が配置される。前記磁気抵抗体は、前記一組のサブデジットラインと重畳されるように配置される。前記磁気抵抗体は、前記一組のサブデジットライン間のギャップ領域を貫通する磁気抵抗体コンタクトホールを通って前記半導体基板の所定領域に電気的に接続される。
【選択図】 図4
Description
図1を参照すると、半導体基板1上に第1層間絶縁膜3が形成される。前記第1層間絶縁膜3上にデジットライン5が配置される。前記デジットライン5及び前記第1層間絶縁膜3は、第2層間絶縁膜7で覆われている。前記第2層間絶縁膜7上に前記デジットライン5の所定領域と重畳するように磁気抵抗体16が配置される。前記磁気抵抗体16は、順に積層された下部電極11、磁気トンネル接合13及び上部電極15を含む。前記磁気抵抗体16及び前記第2層間絶縁膜7は、第3層間絶縁膜17で覆われている。前記第3層間絶縁膜17上に前記上部電極15に電気的に接続されたビットライン19が配置される。
図4を参照すると、半導体基板(図示せず)の所定領域に活性領域103aが配置される。前記活性領域103aを横切って第1及び第2平行するワードライン107a、107bが配置される。これにより、前記活性領域103aに直列に連結された第1及び第2アクセスモストランジスターが形成される。前記第1及び第2ワードライン107a、107b間の前記活性領域103aは、前記第1及び第2アクセスモストランジスターが共有する共通ソース領域に該当する。前記第1ワードライン107aに隣接し、前記共通ソース領域の反対側に位置する前記活性領域103aは、前記第1アクセスモストランジスターのドレーン領域に該当し、前記第2ワードライン107bに隣接し、前記共通ソース領域の反対側に位置する前記活性領域103aは、前記第2アクセスモストランジスターのドレーン領域に該当する。
図6、図7、図8、及び図9は、図4の切断線I−Iにより取られた断面図である。
119a″,119b″ 第2サブデジットライン
127a 第1磁気抵抗体コンタクトホール
127b 第2磁気抵抗体コンタクトホール
136a 第1磁気抵抗体
136b 第2磁気抵抗体
Claims (29)
- 半導体基板上部に配置され、平面上で互いに離隔された第1及び第2サブデジットライン(first and second sub−digit lines)と、
前記第1及び第2サブデジットライン上に配置され、前記第1及び第2サブデジットラインと重畳された一つの磁気抵抗体と、を含み、
前記磁気抵抗体は前記第1及び第2サブデジットライン間のギャップ領域を貫通する磁気抵抗体コンタクトホールを通って前記半導体基板の所定領域に電気的に接続されることを特徴とする磁気ラムセル。 - 請求項1記載の磁気ラムセルにおいて、
前記磁気抵抗体は平面上で長さ及び前記長さよりも小さい幅を有し、前記磁気抵抗体は前記磁気抵抗体の長さ方向(length direction)が前記第1及び第2サブデジットラインを横切るように配置されることを特徴とする磁気ラムセル。 - 請求項1記載の磁気ラムセルにおいて、
前記第1及び第2サブデジットラインは、一つの方向(a single direction)に沿って延長されて互いに平行していることを特徴とする磁気ラムセル。 - 請求項3記載の磁気ラムセルにおいて、
前記第1サブデジットラインを通って流れる電流の方向は、常に前記第2サブデジットラインを通って流れる電流の方向と同じであることを特徴とする磁気ラムセル。 - 請求項1記載の磁気ラムセルにおいて、
前記第1及び第2サブデジットラインは、一つの方向に沿って延長され、隣接するセル間の領域で互いに接続されて前記磁気抵抗体の中心部の下部に開口部を有する一つの統合されたデジットライン(a merged digit line)を構成し、
前記磁気抵抗体は前記開口部を貫通する磁気抵抗体コンタクトホールを通って前記半導体基板に電気的に接続されることを特徴とする磁気ラムセル。 - 請求項5記載の磁気ラムセルにおいて、
前記磁気抵抗体は平面上で長さ及び前記長さよりも小さい幅を有し、前記磁気抵抗体は前記磁気抵抗体の長さの方向(length direction)が前記第1及び第2サブデジットラインを横切るように配置されることを特徴とする磁気ラムセル。 - 請求項6記載の磁気ラムセルにおいて、
前記磁気抵抗体の幅は、前記統合されたデジットラインに平行する前記開口部の長さよりも小さいことを特徴とする磁気ラムセル。 - 請求項1記載の磁気ラムセルにおいて、
前記磁気抵抗体の上部に配置され、前記磁気抵抗体の上部面に電気的に接続されたビットラインを含み、前記ビットラインは前記サブデジットラインの上部を横切るように配置されていることを特徴とする磁気ラムセル。 - 請求項1記載の磁気ラムセルにおいて、
前記磁気抵抗体は、順に積層されたピニング層、固定層、トンネリング層及び自由層を有する磁気トンネル接合を含み、前記固定層及び前記自由層は水平方向を向けて配列される磁気スピンを有する強磁性体層であることを特徴とする磁気ラムセル。 - 半導体基板の所定領域に形成されたアクセスモストランジスターと、
前記アクセスモストランジスターの上部に配置された第1及び第2平行するサブデジットラインと、
前記第1及び第2サブデジットライン上部に配置されて前記第1及び第2サブデジットラインと重畳し、前記第1及び第2サブデジットライン間のギャップ領域を貫通する磁気抵抗体コンタクトホールを通って、前記アクセスモストランジスターのドレーン領域に電気的に接続された一つの磁気抵抗体と、
前記磁気抵抗体の上部に配置され、前記磁気抵抗体の上部面に電気的に接続されたビットラインと、を含み、
前記ビットラインは前記第1及び第2サブデジットラインの上部を横切ることを特徴とする磁気ラムセル。 - 請求項10記載の磁気ラムセルにおいて、
前記アクセスモストランジスターのソース領域に電気的に接続された共通ソースラインをさらに含み、前記共通ソースラインは前記サブデジットラインに平行するように配置されることを特徴とする磁気ラムセル。 - 請求項10記載の磁気ラムセルにおいて、
前記第1サブデジットラインを通って流れる電流の方向は、常に前記第2サブデジットラインを通って流れる電流の方向と同一であることを特徴とする磁気ラムセル。 - 請求項10記載の磁気ラムセルにおいて、
前記サブデジットラインの側壁及び上部面をそれぞれ覆うスペーサー及びキャピング膜をさらに含み、前記スペーサー及び前記キャピング膜は、前記磁気抵抗体コンタクトホールを形成する間に食刻阻止膜の役割をすることを特徴とする磁気ラムセル。 - 請求項10記載の磁気ラムセルにおいて、
前記磁気抵抗体は平面上で長さ及び前記長さよりも小さい幅を有し、前記磁気抵抗体は前記磁気抵抗体の長さ方向(length direction)が前記第1及び第2サブデジットラインを横切るように配置されることを特徴とする磁気ラムセル。 - 請求項10記載の磁気ラムセルにおいて、
前記磁気抵抗体は順に積層されたピニング層、固定層、トンネリング層及び自由層を有する磁気トンネルを含み、前記固定層及び前記自由層は水平方向に向けて、配列される磁気スピンを有する強磁性体層であることを特徴とする磁気ラムセル。 - 半導体基板の所定領域に形成されたアクセスモストランジスターと、
前記アクセスモストランジスターの上部に配置され、その領域を貫通する開口部を有する一つの統合されたデジットライン(a merged digit line)と、
前記開口部の上部に配置され、前記統合されたデジットラインと重畳され、前記開口部の中心を貫通する磁気抵抗体コンタクトホールを通って前記アクセスモストランジスターのドレーン領域に電気的に接続された一つの磁気抵抗体と、
前記磁気抵抗体の上部に配置され、前記磁気抵抗体の上部面に電気的に接続されたビットラインと、を含み、
前記ビットラインは前記統合されたデジットラインの上部を横切ることを特徴とする磁気ラムセル。 - 請求項16記載の磁気ラムセルにおいて、
前記アクセスモストランジスターのソース領域に電気的に接続された共通ソースラインをさらに含み、前記共通ソースラインは前記サブデジットラインに平行するように配置されることを特徴とする磁気ラムセル。 - 請求項16記載の磁気ラムセルにおいて、
少なくとも前記開口部の側壁及び前記統合されたデジットラインの上部面をそれぞれ覆うスペーサー及びキャピング膜を含み、前記スペーサー及び前記キャピング膜は前記磁気抵抗体コンタクトホールを形成する間に食刻阻止膜の役割をすることを特徴とする磁気ラムセル。 - 請求項16記載の磁気ラムセルにおいて、
前記磁気抵抗体は平面上で長さ及び前記長さよりも小さい幅を有し、前記磁気抵抗体は前記磁気抵抗体の長さ方向(length direction)が前記統合されたデジットラインを横切るように配置されることを特徴とする磁気ラムセル。 - 請求項19記載の磁気ラムセルにおいて、
前記磁気抵抗体の幅は、前記統合されたデジットラインに平行する前記開口部の長さよりも小さいことを特徴とする磁気ラムセル。 - 請求項16記載の磁気ラムセルにおいて、
前記磁気抵抗体は順に積層されたピニング層、固定層、トンネリング層及び自由層を有する磁気トンネル接合を含み、前記固定層及び前記自由層は水平方向に向けて配列されるスピンを有する強磁性体層であることを特徴とする磁気ラムセル。 - 磁気ラム基板と、
前記磁気ラム基板上の磁気抵抗体と、
前記磁気抵抗体と前記磁気ラム基板との間に介在され、前記磁気抵抗体の下部で延長される第1及び第2デジットラインと、
を含むことを特徴とする磁気ラムセル。 - 請求項22記載の磁気ラムセルにおいて、
前記磁気抵抗体に電気的に接続され、前記磁気抵抗体から前記第1及び第2デジットライン間の前記磁気ラム基板に向けて延長された磁気抵抗体コンタクトプラグをさらに含むことを特徴とする磁気ラムセル。 - 請求項23記載の磁気ラムセルにおいて、
前記第1及び第2デジットラインの側壁上にそれぞれ位置して互いに向かい合う第1及び第2側壁スペーサーをさらに含み、前記磁気抵抗体コンタクトプラグは前記第1及び第2側壁スペーサー間の領域を貫通するように延長されることを特徴とする磁気ラムセル。 - 請求項22記載の磁気ラムセルにおいて、
前記第1及び第2デジットラインは、前記磁気抵抗体を通って一つのデジットラインに合併されることを特徴とする磁気ラムセル。 - 請求項22記載の磁気ラムセルにおいて、
前記磁気抵抗体は幅及び前記幅よりも大きい長さを有する延長された磁気抵抗体であり、前記磁気抵抗体は前記磁気抵抗体の長さ方向に沿って延長されて前記第1及び第2デジットラインを横切ることを特徴とする磁気ラムセル。 - 請求項22記載の磁気ラムセルにおいて、
前記第1及び第2デジットラインは前記磁気抵抗体と前記磁気ラム基板との間で合併され、前記磁気抵抗体の下部で延長され、前記合併されたデジットラインは前記磁気抵抗体の下部に位置するホールを有し、前記第1及び第2デジットラインは、前記ホールにより画定されることを特徴とする磁気ラムセル。 - 請求項23記載の磁気ラムセルにおいて、
前記磁気ラム基板に形成され、前記磁気抵抗体コンタクトプラグに電気的に接続されたトランジスターをさらに含むことを特徴にする磁気ラムセル。 - 請求項22記載の磁気ラムセルにおいて、
前記第1及び第2デジットラインは、互いに平行するように電気的に連結されることを特徴とする磁気ラムセル。
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