JP2007266538A - 半導体記憶装置及びその製造方法並びにそのデータ書込み方法及びデータ読出し方法 - Google Patents
半導体記憶装置及びその製造方法並びにそのデータ書込み方法及びデータ読出し方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】半導体記憶装置1は、半導体基板22上に形成された下部電極55と、下部電極55上に形成され、電気磁気効果を示す電気磁気効果層53と、電気磁気効果層53上に形成された上部電極51と、上部/下部電極51、55間に電圧を印加して所定方向に揃えられた電気磁気効果層53の磁化方向に基づいて残留磁化の方向が決まる磁気記憶層57とを有している。
【選択図】図2
Description
図2(a)及び図2(b)を用いて説明した半導体記憶装置1では磁気記憶層57が上部電極51上に形成されていたが、本発明はこれに限らない。磁気記憶層57は例えば下部電極55の下部に形成されていてもよい。
(2)(BixM11−x)(Ni0.5−yMgyMn0.5)O3
(3)(BixM11−x)(Co0.5Mn0.5−yM2y)O3
(4)(BixM11−x)(Co0.5−yMgyMn0.5)O3
(5)(BixM11−x)(Cu0.5Mn0.5−yM2y)O3
(6)(BixM11−x)(Cu0.5−yMgyMn0.5)O3
(7)(BixM11−x)(FezM31−z)O3
(8)(BixM11−x)(CozM31−z)O3
また、組成式中のx、y、zの値はそれぞれ、(0≦x≦1)、(0≦y≦0.2)、(0≦z≦1)である。
(付記1)
半導体基板上に形成された下部電極と、
前記下部電極上に形成され、電気磁気効果を示す電気磁気効果層と、
前記電気磁気効果層上に形成された上部電極と、
前記上部/下部電極間に電圧を印加して所定方向に揃えられた前記電気磁気効果層の磁化方向に基づいて残留磁化の方向が決まる磁気記憶層と
を有することを特徴とする半導体記憶装置。
(付記2)
付記1記載の半導体記憶装置において、
前記電気磁気効果層は、前記磁気記憶層に発生した前記残留磁化によって誘電分極が発生すること
を特徴とする半導体記憶装置。
(付記3)
付記1又は2に記載の半導体記憶装置において、
前記磁気記憶層は、前記上部電極上に形成されていること
を特徴とする半導体記憶装置。
(付記4)
付記1乃至3のいずれか1項に記載の半導体記憶装置において、
前記電気磁気効果層は、Cr2O3、Fe2TeO6、Nb2Mn4O9、Ta2Mn4O9、FeGaO3、Ni3B7O13I、LiFePO4、LiMnPO4、LiCoPO4、LiNiPO4及びTbPO4のいずれかで形成されていること
を特徴とする半導体記憶装置。
(付記5)
付記1乃至3のいずれか1項に記載の半導体記憶装置において、
前記電気磁気効果層は、組成式がRMO3(R及びMは任意の金属)である形成材料で形成されていること
を特徴とする半導体記憶装置。
(付記6)
付記5記載の半導体記憶装置において、
Rサイトは、Biイオン及び希土類陽イオンを有し、
Mサイトは、陽イオンであって超交換相互作用を示す複数種の磁性イオンを有すること
を特徴とする半導体記憶装置。
(付記7)
付記6記載の半導体記憶装置において、
前記複数種の磁性イオンは、Coイオン−Mnイオン、Niイオン−Mnイオン、及びCuイオン−Mnイオンのいずれかであること
を特徴とする半導体記憶装置。
(付記8)
半導体基板上に下部電極を形成し、
前記下部電極上に電気磁気効果を示す電気磁気効果層を形成し、
前記電気磁気効果層上に上部電極を形成し、
前記上部/下部電極間に電圧を印加して所定方向に揃えられた前記電気磁気効果層の磁化方向に基づいて残留磁化の方向が決まる磁気記憶層を形成すること
を特徴とする半導体記憶装置の製造方法。
(付記9)
電気磁気効果を示す電気磁気効果層に電圧を印加して前記電気磁気効果層の磁化方向を所定方向に揃え、
前記磁化によって前記電気磁気効果層周囲に磁場を発生させ、
前記磁場によって磁気記憶層の磁化方向を前記磁化方向に基づいた所定方向に揃えた後に前記電圧の印加を止め、
前記磁気記憶層に前記電気磁気効果層の前記磁化方向に基づいて方向が決まる残留磁化を発生させて、前記残留磁化の方向に対応付けてデータを書込むこと
を特徴とする半導体記憶装置のデータ書込み方法。
(付記10)
電気磁気効果を示し、磁気記憶層に発生した残留磁化によって誘電分極が発生した電気磁気効果層に電圧を印加し、
前記残留磁化の方向を前記誘電分極の方向に基づいて読出して、前記残留磁化の方向に対応付けたデータを読出すこと
を特徴とする半導体記憶装置のデータ読出し方法。
3 ソース領域
4 ドレイン領域
7 ゲート絶縁膜
10 ゲート電極
20、38 層間絶縁膜
22 半導体基板
24 素子分離絶縁膜
27 ドレイン電極
28 ソース電極
34 配線
51 上部電極
53 電気磁気効果層
55 下部電極
57 磁気記憶層
71 電圧源
73 電流計
83、85 コンタクトホール
102 選択用トランジスタ
103 ビット線
104 ワード線
105 プレート線
106 磁気記憶部
Claims (5)
- 半導体基板上に形成された下部電極と、
前記下部電極上に形成され、電気磁気効果を示す電気磁気効果層と、
前記電気磁気効果層上に形成された上部電極と、
前記上部/下部電極間に電圧を印加して所定方向に揃えられた前記電気磁気効果層の磁化方向に基づいて残留磁化の方向が決まる磁気記憶層と
を有することを特徴とする半導体記憶装置。 - 請求項1記載の半導体記憶装置において、
前記電気磁気効果層は、前記磁気記憶層に発生した前記残留磁化によって誘電分極が発生すること
を特徴とする半導体記憶装置。 - 半導体基板上に下部電極を形成し、
前記下部電極上に電気磁気効果を示す電気磁気効果層を形成し、
前記電気磁気効果層上に上部電極を形成し、
前記上部/下部電極間に電圧を印加して所定方向に揃えられた前記電気磁気効果層の磁化方向に基づいて残留磁化の方向が決まる磁気記憶層を形成すること
を特徴とする半導体記憶装置の製造方法。 - 電気磁気効果を示す電気磁気効果層に電圧を印加して前記電気磁気効果層の磁化方向を所定方向に揃え、
前記磁化によって前記電気磁気効果層周囲に磁場を発生させ、
前記磁場によって磁気記憶層の磁化方向を前記磁化方向に基づいた所定方向に揃えた後に前記電圧の印加を止め、
前記磁気記憶層に前記電気磁気効果層の前記磁化方向に基づいて方向が決まる残留磁化を発生させて、前記残留磁化の方向に対応付けてデータを書込むこと
を特徴とする半導体記憶装置のデータ書込み方法。 - 電気磁気効果を示し、磁気記憶層に発生した残留磁化によって誘電分極が発生した電気磁気効果層に電圧を印加し、
前記残留磁化の方向を前記誘電分極の方向に基づいて読出して、前記残留磁化の方向に対応付けたデータを読出すこと
を特徴とする半導体記憶装置のデータ読出し方法。
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WO2015133035A1 (ja) * | 2014-03-04 | 2015-09-11 | 株式会社 東芝 | 抵抗変化素子及び不揮発性記憶装置 |
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JP2004179219A (ja) * | 2002-11-25 | 2004-06-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 磁気デバイスおよびこれを用いた磁気メモリ |
JP2005116888A (ja) * | 2003-10-09 | 2005-04-28 | Toshiba Corp | 磁気メモリ |
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