JP2007242663A - Semiconductor device including magnetoresistive effect element and its fabrication process - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、磁気抵抗効果素子を含む半導体装置及びその製造方法に関し、磁気抵抗効果素子の抵抗変化により情報を記憶するメモリに適した半導体装置及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device including a magnetoresistive effect element and a manufacturing method thereof, and more particularly to a semiconductor device suitable for a memory for storing information by resistance change of the magnetoresistive effect element and a manufacturing method thereof.
下記の特許文献1に、磁気抵抗効果素子を用いた磁気ランダムアクセスメモリ(MagneticRandom Access Memory:MRAM)が開示されている。MRAMは、トンネル磁気抵抗(Tunnel Magneto Resistance)効果を示す磁気トンネル接合(MagneticTunnel Junction:MTJ)素子に、磁気を利用して情報を書き込み、MTJ素子の磁化方向によって抵抗が変化する現象を利用して情報を読み出す。
図8Aに、一般的なMTJ素子の概略断面図を示す。層間絶縁膜100の上に、MTJ素子110が形成されている。層間絶縁膜115がMTJ素子110を覆う。MTJ素子110は、磁化方向が固定されたピンド層103と磁化方向が自由に変化するフリー層105で、トンネル絶縁膜104を挟んだ積層構造を有する。この積層構造の両面に、それぞれ電極120及び121が形成されている。フリー層105内の磁化方向が変化することにより、MTJ素子110の電気抵抗が変化する。この電気抵抗の変化を検出することにより、情報の読出しが行われる。
FIG. 8A shows a schematic cross-sectional view of a general MTJ element. An
なお、トンネル絶縁膜に代えて、非磁性導電材料からなる膜を用いてもよい。このような素子を、一般的に磁気抵抗効果素子と呼ぶ。 Note that a film made of a nonmagnetic conductive material may be used instead of the tunnel insulating film. Such an element is generally called a magnetoresistive element.
MTJ素子110は、NiFeやCoFe等の酸化されやすい材料を含む。これらの材料が酸化されると素子抵抗が変化してしまう。例えば、原料ガスをプラズマで分解して層間絶縁膜を形成する工程で、MTJ素子110が酸化されてしまう。
The
図8Bに、同一基板上に形成した80個のMTJ素子の電気抵抗の測定結果を示す。評価対象のMTJ素子は、トンネル接合面の寸法が0.2μm×0.4μmのものである。なお、測定にあたっては、フリー層105の磁化方向とピンド層103の磁化方向とが平行の状態で行った。
FIG. 8B shows the measurement results of electrical resistance of 80 MTJ elements formed on the same substrate. The MTJ element to be evaluated has a tunnel junction surface size of 0.2 μm × 0.4 μm. In the measurement, the magnetization direction of the
素子抵抗が1kΩ・μm2〜3kΩ・μm2の範囲でばらついていることがわかる。素子抵抗のばらつきがあると、MTJ素子ごとに”0”状態と”1”状態との判定しきい値が変動してしまい、安定して情報の読出しを行うことができない。 It can be seen that the element resistance is varied in a range of 1kΩ · μm 2 ~3kΩ · μm 2 . If the element resistance varies, the determination threshold value between the “0” state and the “1” state varies for each MTJ element, and information cannot be read stably.
本発明の目的は、磁気抵抗効果素子の抵抗のばらつきを抑制することができる半導体装置及びその製造方法を提供することである。 The objective of this invention is providing the semiconductor device which can suppress the dispersion | variation in resistance of a magnetoresistive effect element, and its manufacturing method.
本発明の一観点によると、
(a)磁化方向が固定された強磁性材料からなるピンド層と、外部磁場によって磁化方向が変化するフリー層とで非磁性層を挟んだ磁気抵抗効果素子を形成する工程と、
(b)前記磁気抵抗効果素子を覆うように層間絶縁膜を形成する工程と、
(c)前記層間絶縁膜の表層部を窒化する工程と
を有する半導体装置の製造方法が提供される。
According to one aspect of the invention,
(A) forming a magnetoresistive element in which a nonmagnetic layer is sandwiched between a pinned layer made of a ferromagnetic material whose magnetization direction is fixed and a free layer whose magnetization direction is changed by an external magnetic field;
(B) forming an interlayer insulating film so as to cover the magnetoresistive element;
(C) providing a method of manufacturing a semiconductor device including a step of nitriding a surface layer portion of the interlayer insulating film.
本発明の他の観点によると、
第1の方向に延在する複数のディジット線と、
前記第1の方向と交差する第2の方向に延在する複数のビット線と、
前記ディジット線とビット線との交差箇所に配置され、磁化方向が固定された強磁性材料からなるピンド層と、外部磁場によって磁化方向が変化するフリー層とで非磁性層を挟んでなる磁気抵抗効果素子と、
前記磁気抵抗効果素子を覆うように形成され、その表層部が窒化されている層間絶縁膜と
を有し、前記ビット線が前記層間絶縁膜の上に形成されている半導体装置が提供される。
According to another aspect of the invention,
A plurality of digit lines extending in a first direction;
A plurality of bit lines extending in a second direction intersecting the first direction;
Magnetoresistance formed by pinching a pinned layer made of a ferromagnetic material whose magnetization direction is fixed and a free layer whose magnetization direction is changed by an external magnetic field and sandwiching a nonmagnetic layer at the intersection of the digit line and the bit line An effect element;
There is provided a semiconductor device having an interlayer insulating film formed so as to cover the magnetoresistive element and having a surface layer portion nitrided, and wherein the bit line is formed on the interlayer insulating film.
層間絶縁膜を窒化することにより、水分を透過させにくい窒化物層が形成される。これにより、磁気抵抗効果素子の強磁性材料が酸化されることを防止し、抵抗のばらつきを小さくすることができる。 By nitriding the interlayer insulating film, a nitride layer that is difficult to transmit moisture is formed. As a result, the ferromagnetic material of the magnetoresistive effect element can be prevented from being oxidized, and the resistance variation can be reduced.
図1A〜図3を参照して、実施例による半導体装置の製造方法について説明する。図1A〜図1Fには、1つのメモリセルを示す。このメモリセルが、基板上に行列状に多数配置される。 A method of manufacturing a semiconductor device according to the embodiment will be described with reference to FIGS. 1A to 1F show one memory cell. Many memory cells are arranged in a matrix on the substrate.
図1Aに示すように、シリコン等からなる半導体基板1の表層部に素子分離絶縁膜2を形成し、活性領域を画定する。この活性領域内に、MOSトランジスタ3を形成する。MOSトランジスタ3のゲート電極はワード線4を兼ねており、紙面に垂直な方向に延在する。MOSトランジスタ3を覆うように、半導体基板1の上に層間絶縁膜5を形成する。
As shown in FIG. 1A, an element
層間絶縁膜5にビアホールを形成し、ビアホール内に導電プラグ6及び7を充填する。導電プラグ6及び7は、それぞれMOSトランジスタ3のソース及びドレイン領域に接続される。層間絶縁膜5の上に層間絶縁膜8を形成する。層間絶縁膜8に配線溝を形成し、配線溝内に、孤立配線9及びグランド線10を充填する。孤立配線9は導電プラグ6に接続され、グランド線10は、もう一方の導電プラグ7に接続されている。グランド線10は、紙面に垂直な方向に延在する。
Via holes are formed in the
層間絶縁膜8の上に、さらに層間絶縁膜13を形成する。この層間絶縁膜13にビアホールを形成し、このビアホール内に、孤立配線9に接続される導電プラグ14を充填する。層間絶縁膜13の上に、さらに層間絶縁膜15を形成する。層間絶縁膜15に配線溝を形成し、この配線溝内に、孤立配線17及びディジット線16を充填する。孤立配線17はその下の導電プラグ14に接続される。ディジット線16は、ワード線4と平行な方向に延在する。層間絶縁膜15の上に、さらに層間絶縁膜20を形成する。層間絶縁膜20にビアホールを形成し、このビアホール内に、孤立配線17に接続される導電プラグ21を充填する。
An
これらの層間絶縁膜5、8、13、15及び20は、例えば酸化シリコン、有機絶縁材料等で形成される。最下層の導電プラグ6及び7はタングステン(W)等で形成される。上層の導電プラグ14、21、孤立配線9、17、グランド線10、ディジット線16は、銅(Cu)等で形成される。なお、必要に応じて、配線層の数を増やしてもよい。また、デュアルダマシン法を用いて、導電プラグと配線とを同時に形成してもよい。
These
図1Bに示すように、層間絶縁膜20の上に、導電プラグ21に接続され、対応するディジット線16の上方まで達する配線25を形成する。配線25は、例えばTi膜、TiN膜、Al膜、及びTiN膜がこの順番に積層された層構造を有する。
As shown in FIG. 1B, a
配線25の上に、MTJ素子30を形成する。MTJ素子30は、配線25とディジット線16とが交差する領域の上に配置される。
An
図2に、MTJ素子30の層構造を示す。Taからなる下部電極61の上に、NiFe層62、反強磁性層63、ピンド層64、トンネルバリア層65、フリー層66、及び上部電極67がこの順番に積層されている。NiFe層62の厚さは、例えば2nmである。反強磁性層63は、PtMn、IrMn等の反強磁性材料で形成され、その厚さは20nmである。
FIG. 2 shows a layer structure of the
ピンド層64は、下側から順番に厚さ3nmのCoFe層64A、厚さ0.9nmのRu層64B、及び厚さ3nmのCoFe層64Cがこの順番に積層された3層で構成される。トンネルバリア層65は酸化アルミニウム(AlOx)で形成され、その厚さは1nmである。フリー層66は、下側から順番に厚さ6nmのNiFe層66A、厚さ0.9nmのRu層66B、及び厚さ4nmのNiFe層66Cが積層された3層で構成される。上部電極67はTaで形成される。
The pinned layer 64 includes three layers in which a
これらの各層は、例えばスパッタリングにより成膜され、イオンミリング等によりパターニングされる。 Each of these layers is formed by sputtering, for example, and patterned by ion milling or the like.
図1Cに示すように、層間絶縁膜20の上に酸化シリコンからなる層間絶縁膜35を、プラズマCVDにより形成する。層間絶縁膜35は、配線25及びMTJ素子30を覆う。層間絶縁膜35の厚さは、100〜300nmの範囲内とする。
As shown in FIG. 1C, an
図1Dに示すように、層間絶縁膜35の表層部を窒化することにより、窒化シリコンからなる保護膜36を形成する。この窒化処理は、例えば、層間絶縁膜35の表面を、下記の条件で、NH3とH2との混合ガスのプラズマに晒すことにより行うことができる。
As shown in FIG. 1D, a
NH3流量:40sccm
H2流量:10sccm
圧力:1.0Pa
RFパワー:200W
処理時間:10秒
基板温度:室温〜400℃
図3A及び図3Bに、それぞれ窒化処理前と窒化処理後の層間絶縁膜35の深さ方向に関する構成元素分布を、オージェ電子分光分析により測定した結果を示す。横軸は、スパッタリング時間を単位「分」で表し、表面からの深さに対応する。縦軸は、各元素の検出強度を示す。窒化処理を行うことにより、表層部に窒素が導入され、シリコン窒化物が形成されていることがわかる。なお、窒化処理後の最表面において酸素が検出されているが、これは測定前に測定対象物を大気に晒したことにより表面が自然酸化されたためである。
NH 3 flow rate: 40 sccm
H 2 flow rate: 10 sccm
Pressure: 1.0Pa
RF power: 200W
Processing time: 10 seconds Substrate temperature: Room temperature to 400 ° C
3A and 3B show the results of measuring the constituent element distribution in the depth direction of the
図1Eに示すように、層間絶縁膜35及び保護膜36にビアホール37を形成し、MTJ素子30の上部電極67の表面の一部を露出させる。
As shown in FIG. 1E, a via
図1Fに示すように、保護膜36の上にビット線40を形成する。ビット線40は、図1Fの横方向に延在し、ビアホール37内を経由してMTJ素子30の上部電極67に接続される。ビット線40は、MTJ素子30の下部電極61に接続された配線25と同一の積層構造を有する。保護膜36の上に、ビット線40を覆うように酸化シリコンからなる層間絶縁膜45を形成する。次いで、化学機械研磨(CMP)を行うことにより層間絶縁膜45の表面を平坦化する。層間絶縁膜45の上に配線50を形成する。さらに、配線50を覆うように、層間絶縁膜45の上に層間絶縁膜51を形成する。
As shown in FIG. 1F, the
次に、図4A〜図4Dを参照して、第2の実施例による半導体装置の製造方法について説明する。 Next, with reference to FIGS. 4A to 4D, a method for fabricating a semiconductor device according to the second embodiment will be described.
図4Aに示すビット線40を形成するまでの工程は、第1の実施例の図1Fに示したビット線40を形成するまでの工程と共通である。ビット線40を覆うように、保護膜36の上に酸化シリコンからなる層間絶縁膜45を形成する。図4Bに示すように、化学機械研磨(CMP)を行うことにより層間絶縁膜45の表面を平坦化する。
The process until the
図4Cに示すように、層間絶縁膜45の表層部を窒化することにより、保護膜46を形成する。窒化処理は、図1Dに示した保護膜36の形成方法と同一である。図4Dに示すように、保護膜46の上に配線50を形成する。さらに、配線50を覆うように、保護膜46の上に層間絶縁膜51を形成する。このようにして、多層配線層を順次形成していく。
As shown in FIG. 4C, the protective film 46 is formed by nitriding the surface layer portion of the
図5Aに、第1の実施例による方法で同一基板上に形成した80個のMTJ素子の抵抗のばらつきの測定結果を示す。図5Bに、第2の実施例による方法で同一基板上に形成した80個のMTJ素子の抵抗のばらつきの測定結果を示す。図5Cに、図1Fに示した第1の実施例による半導体装置の層間絶縁膜35を、酸化シリコンに代えてSiOFで形成した第3の実施例による半導体装置のMTJ素子の抵抗のばらつきを示す。第1の実施例では窒化処理時間を10秒としたが、第3の実施例では、窒化処理時間を15秒とした。横軸は素子番号を表し、縦軸は、MTJ素子30の抵抗を単位「Ω・μm2」で表す。
FIG. 5A shows the measurement results of the resistance variation of 80 MTJ elements formed on the same substrate by the method according to the first embodiment. FIG. 5B shows measurement results of resistance variations of 80 MTJ elements formed on the same substrate by the method according to the second embodiment. FIG. 5C shows variation in resistance of MTJ elements of the semiconductor device according to the third embodiment in which the
図8Bに示した従来例を比較すると、第1〜第3の実施例のいずれの場合にも、抵抗のばらつきが小さくなっていることがわかる。これは、シリコン窒化物からなる保護膜36及び46により、MTJ素子30への水分の侵入が防止されたためと考えられる。
Comparing the conventional example shown in FIG. 8B, it can be seen that the variation in resistance is small in any of the first to third embodiments. This is presumably because the intrusion of moisture into the
層間絶縁膜36及び46の材料として、酸化シリコン、SiOF以外に、窒化されることによって、元の材料よりも水分を透過させにくい絶縁物になるものを用いてもよい。例えば、SiC、SiOC等のSiを含む絶縁材料で形成してもよいし、Al2O3等のAlを含む絶縁材料で形成してもよい。層間絶縁膜35及び45をSiOCで形成する場合には、窒化処理時間を、例えば15秒とする。また、SiCやAl2O3で形成する場合には、窒化処理時間を例えば20秒とする。
As a material of the interlayer insulating
一般に、シリコン窒化物やアルミニウム窒化物は、シリコン酸化物、シリコン炭化物、シリコン酸化フッ化物、アルミニウム酸化物に比べて、高い誘電率を有する。層間絶縁膜35及び45の表層部を窒化することにより形成される保護膜36及び46は、層間絶縁膜35及び45よりも高い誘電率を有する。このため、保護膜36及び46を厚くしすぎると、配線間の寄生容量が大きくなり、信号の伝搬遅延の要因になる。逆に、保護膜36及び46を薄くしすぎると、水分の侵入を防止する効果が低下してしまう。従って、保護膜36及び46の各々の厚さを10〜30nmの範囲内とすることが好ましい。
In general, silicon nitride and aluminum nitride have a higher dielectric constant than silicon oxide, silicon carbide, silicon oxyfluoride, and aluminum oxide. The
図6に、第1〜第3の実施例による半導体装置の等価回路図を示す。複数のワード線4が第1の方向(図6において縦方向)に延在する。ワード線4に対応して、第1の方向に延在するディジット線16が配置されている。複数のビット線40が、第1の方向と交差する第2の方向(図6において横方向)に延在する。
FIG. 6 shows an equivalent circuit diagram of the semiconductor device according to the first to third embodiments. A plurality of
ビット線40とディジット線16との交差箇所に、MTJ素子30が配置されている。ワード線4とビット線40との交差箇所にMOSトランジスタ3が配置されている。MTJ素子30の一方の端子が、対応するビット線40に接続されており、他方の端子が対応するMOSトランジスタ3の一方の端子に接続されている。MOSトランジスタ3の他方の端子は接地されている。MOSトランジスタ3のゲート電極は、対応するワード線4に接続されている。
An
図7に、第1〜第3の実施例による半導体装置の平面図を示す。複数のワード線4及びディジット線16が、第1の方向(図7において縦方向)に延在する。両者は、平面視においてほぼ重なっている。2本のワード線4に対して1本のグランド線10が、その間に配置されている。複数のビット線40が第2の方向(図7において横方向)に延在している。ビット線40とディジット線16との交差箇所にMTJ素子30が配置されている。
FIG. 7 is a plan view of the semiconductor device according to the first to third embodiments. A plurality of
2本のワード線4とそれに対応するグランド線10からなる3本の配線と、ビット線40との交差箇所に活性領域50が配置されている。ワード線4とビット線40との交差箇所に、MOSトランジスタ3が配置されている。すなわち、1つの活性領域50内に2つのMOSトランジスタ3が配置されており、グランド線10に接続される不純物拡散領域が共有されている。MOSトランジスタ3の、グランド線10とは反対側の不純物拡散領域とMTJ素子30とを配線25が接続する。全面を、保護膜36が覆っている。
An
選択された1本のディジット線16と1本のビット線40とに書き込み電流を流すと、両者の交差箇所に合成磁場が発生する。この合成磁場により、MTJ素子30のフリー層の磁化方向が変化し、書き込みが行われる。MOSトランジスタ3を導通させてMTJ素子30の電気抵抗を検出することにより、情報の読出しが行われる。
When a write current is passed through one selected
第1〜第3の実施例による半導体装置においては、複数のMTJ素子30の抵抗のばらつきが小さい。このため、複数のMTJ素子30について、安定した情報の読出しを行うことができる。
In the semiconductor devices according to the first to third embodiments, the resistance variation of the plurality of
上記第1〜第3の実施例では、磁気抵抗効果素子としてMTJ素子を用いたが、その他に、外部磁場によって磁気抵抗が変化する素子、例えばMTJ素子のトンネル絶縁膜を非磁性導電材料からなる膜で置き換えた磁気抵抗効果素子を用いることも可能である。 In the first to third embodiments, the MTJ element is used as the magnetoresistive effect element. In addition, an element whose magnetic resistance is changed by an external magnetic field, for example, a tunnel insulating film of the MTJ element is made of a nonmagnetic conductive material. It is also possible to use a magnetoresistive effect element replaced with a film.
また、上記第1〜第3の実施例による層間絶縁膜と保護膜との組み合わせは、磁気抵抗効果素子を用いたMRAMのみならず、強誘電体材料を利用した強誘電体メモリ(FRAM)や抵抗変化を利用したレジスタンスRAM(RRAM)にも適用可能である。 The combination of the interlayer insulating film and the protective film according to the first to third embodiments is not limited to MRAM using a magnetoresistive effect element, but also ferroelectric memory (FRAM) using a ferroelectric material, The present invention can also be applied to a resistance RAM (RRAM) using resistance change.
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。 Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited thereto. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.
上記実施例から、以下の付記に示された発明が導出される。 The invention shown in the following supplementary notes is derived from the above embodiments.
(付記1)
(a)磁化方向が固定された強磁性材料からなるピンド層と、外部磁場によって磁化方向が変化するフリー層とで非磁性層を挟んだ磁気抵抗効果素子を形成する工程と、
(b)前記磁気抵抗効果素子を覆うように層間絶縁膜を形成する工程と、
(c)前記層間絶縁膜の表層部を窒化する工程と
を有する半導体装置の製造方法。
(Appendix 1)
(A) forming a magnetoresistive element in which a nonmagnetic layer is sandwiched between a pinned layer made of a ferromagnetic material whose magnetization direction is fixed and a free layer whose magnetization direction is changed by an external magnetic field;
(B) forming an interlayer insulating film so as to cover the magnetoresistive element;
(C) a method of manufacturing a semiconductor device, including a step of nitriding a surface layer portion of the interlayer insulating film.
(付記2)
前記層間絶縁膜が、SiまたはAlを含み、前記工程cにおいて、シリコン窒化物またはアルミニウム窒化物を形成する付記1に記載の半導体装置の製造方法。
(Appendix 2)
The method for manufacturing a semiconductor device according to
(付記3)
前記工程cにおいて窒化される表層部の厚さが、10〜30nmの範囲内である付記1または2に記載の半導体装置の製造方法。
(Appendix 3)
The manufacturing method of a semiconductor device according to
(付記4)
前記工程cは、プラズマCVDによるものである付記1〜3のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
(Appendix 4)
The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of
(付記5)
第1の方向に延在する複数のディジット線と、
前記第1の方向と交差する第2の方向に延在する複数のビット線と、
前記ディジット線とビット線との交差箇所に配置され、磁化方向が固定された強磁性材料からなるピンド層と、外部磁場によって磁化方向が変化するフリー層とで非磁性層を挟んでなる磁気抵抗効果素子と、
前記磁気抵抗効果素子を覆うように形成され、その表層部が窒化されている層間絶縁膜と
を有し、前記ビット線が前記層間絶縁膜の上に形成されている半導体装置。
(Appendix 5)
A plurality of digit lines extending in a first direction;
A plurality of bit lines extending in a second direction intersecting the first direction;
Magnetoresistance formed by pinching a pinned layer made of a ferromagnetic material whose magnetization direction is fixed and a free layer whose magnetization direction is changed by an external magnetic field and sandwiching a nonmagnetic layer at the intersection of the digit line and the bit line An effect element;
A semiconductor device having an interlayer insulating film formed so as to cover the magnetoresistive effect element and having a surface layer portion nitrided, and wherein the bit line is formed on the interlayer insulating film.
(付記6)
さらに、
前記ビット線上に形成され、その表層部が窒化されている第2の層間絶縁膜と、
前記第2の層間絶縁膜の上に形成された配線層と
を有する付記5に記載の半導体装置。
(Appendix 6)
further,
A second interlayer insulating film formed on the bit line, the surface layer portion of which is nitrided;
The semiconductor device according to
(付記7)
前記層間絶縁膜が、SiまたはAlを含み、その表層部がシリコン窒化物またはアルミニウム窒化物で形成されている付記5または6に記載の半導体装置。
(Appendix 7)
The semiconductor device according to
(付記8)
前記層間絶縁膜の窒化された表層部の厚さが、10〜30nmの範囲内である付記5〜7のいずれかに記載の半導体装置。
(Appendix 8)
The semiconductor device according to any one of
1 基板
2 素子分離絶縁膜
3 MOSトランジスタ
4 ワード線
5、8、13、20、35、45、51 層間絶縁膜
6、7、14、21 導電プラグ
9、15 孤立配線
10 グランド線
16 ディジット線
25、50 配線
30 MTJ素子
36、46 保護膜
37 ビアホール
40 ビット線
50 活性領域
61 下部電極
62 NiFe層
63 反強磁性層
64 ピンド層
65 トンネルバリア層
66 フリー層
67 上部電極
DESCRIPTION OF
Claims (5)
(b)前記磁気抵抗効果素子を覆うように層間絶縁膜を形成する工程と、
(c)前記層間絶縁膜の表層部を窒化する工程と
を有する半導体装置の製造方法。 (A) forming a magnetoresistive element in which a nonmagnetic layer is sandwiched between a pinned layer made of a ferromagnetic material whose magnetization direction is fixed and a free layer whose magnetization direction is changed by an external magnetic field;
(B) forming an interlayer insulating film so as to cover the magnetoresistive element;
(C) a method of manufacturing a semiconductor device, including a step of nitriding a surface layer portion of the interlayer insulating film.
前記第1の方向と交差する第2の方向に延在する複数のビット線と、
前記ディジット線とビット線との交差箇所に配置され、磁化方向が固定された強磁性材料からなるピンド層と、外部磁場によって磁化方向が変化するフリー層とで非磁性層を挟んでなる磁気抵抗効果素子と、
前記磁気抵抗効果素子を覆うように形成され、その表層部が窒化されている層間絶縁膜と
を有し、前記ビット線が前記層間絶縁膜の上に形成されている半導体装置。 A plurality of digit lines extending in a first direction;
A plurality of bit lines extending in a second direction intersecting the first direction;
Magnetoresistance formed by pinching a pinned layer made of a ferromagnetic material whose magnetization direction is fixed and a free layer whose magnetization direction is changed by an external magnetic field and sandwiching a nonmagnetic layer at the intersection of the digit line and the bit line An effect element;
A semiconductor device having an interlayer insulating film formed so as to cover the magnetoresistive effect element and having a surface layer portion nitrided, and wherein the bit line is formed on the interlayer insulating film.
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