JP5099368B2 - 磁気ランダムアクセスメモリ - Google Patents
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Description
図5Aは、実施例1のMRAMの構成を示す斜投影図である。図1AのMRAMと同様に、メモリセル1は、磁気記録層2と、トンネルバリア層3と、磁化固定層4とを備えている。磁化固定層4は、ビアコンタクト19を介して読み出し電流IRを流すための上部配線21に接続されている。上部配線21は、y軸方向に延伸するように設けられている。読み出し電流IRは、y軸方向に流れることになる。
図6Aは、実施例2のMRAMの構成を示す斜投影図である。実施例2では、2つの吸熱構造体11A、11Bが、磁気記録層2と下部配線15、18の間に設けられる。吸熱構造体11Aは、ビアコンタクト13を介して磁気記録層2の磁化固定領域6に接続されると共に、ビアコンタクト14を介して下部配線15に接続されている。一方、吸熱構造体11Bは、ビアコンタクト16を介して磁気記録層2の磁化固定領域7に接続されると共に、ビアコンタクト17を介して下部配線18に接続されている。このような構成の実施例2のMRAMでは、読み出し動作及び書き込み動作が、実施例1のMRAMと同様にして行われる。
図7Aは、実施例3のMRAMの構成を示す斜投影図である。実施例3では、吸熱構造体12が、メモリセル1の磁化固定層4と上部配線21の間に設けられる。吸熱構造体12は、ビアコンタクト19を介して磁化固定層4に接続されると共に、ビアコンタクト20を介して上部配線21に接続されている。このような構成の実施例3のMRAMでは、読み出し動作及び書き込み動作が、実施例1のMRAMと同様にして行われる。
図8Aは、実施例4のMRAMの構成を示す斜投影図である。実施例4のMRAMでは、吸熱構造体11が、磁気記録層2の下面の全面に直接に接合される。吸熱構造体11は、ビアコンタクト14を介して下部配線15に接続され、更に、ビアコンタクト17を介して下部配線18に接続される。吸熱構造体11は、磁気記録層2よりも高い抵抗率を有する材料で形成される。これは、書き込み電流を磁気記録層2により多く流すために重要である。図8AのMRAMでは、吸熱構造体11に書き込み電流が分流されるが、吸熱構造体11は、磁気記録層2よりも高い抵抗率を有する材料で形成されることにより、吸熱構造体11に流れる電流を小さくすることができる。一方で、吸熱構造体11が、磁気記録層2の下面の全面に直接に接合されることは、磁気記録層2から吸熱構造体11に熱を伝わりやすくし、放熱効率を有効に向上させる。このような構成の実施例4のMRAMでは、読み出し動作及び書き込み動作が、実施例1のMRAMと同様にして行われる。
図9Aは、実施例5のMRAMの構成を示す斜投影図である。実施例5のMRAMでは、吸熱構造体12が磁化固定層4に直接に接合される。吸熱構造体12は、上部配線21が設けられている配線層の直下に位置するビアコンタクト層に設けられており、吸熱構造体12は、上部配線21に直接に接合されている。吸熱構造体12は、主として、銅(Cu)又はタングステン(W)で形成される。上部配線21が設けられている配線層の直下に位置するビアコンタクト層に吸熱構造体12が設けられる構造は、吸熱構造体12を形成するための工程を追加的に必要としないため好適である。このような構成の実施例5のMRAMの読み出し動作及び書き込み動作は、実施例1のMRAMと同様にして行われる。
図10Aは、実施例6のMRAMの構成を示す斜投影図である。実施例6のMRAMでは、上部配線21が吸熱構造体として機能するような形状に形成される。即ち、上部配線21に、その延伸方向(実施例6ではy軸方向)と垂直な方向(実施例6ではx軸方向)に突出する突出部21aが設けられる。突出部21aは、磁気記録層2の上面に対向するような形状に形成される。このような形状を有する上部配線21は、吸熱構造体として有効に機能し、磁気記録層2で発生した熱を効果的に放熱する。上部配線21を吸熱構造体として機能させる構造では、吸熱構造体を形成するための配線層を必要としないため、少ない配線層でMRAMを構成することを可能にする。このような構成の実施例6のMRAMの読み出し動作及び書き込み動作は、実施例1のMRAMと同様にして行われる。
図11Aは、実施例7のMRAMの構成を示す斜投影図である。実施例6のMRAMでは、下部配線15、18が吸熱構造体として機能するような形状に形成される。即ち、下部配線15に、その延伸方向(実施例7ではy軸方向)と垂直な方向(実施例7ではx軸方向)に突出する突出部15aが設けられ、下部配線18に、その延伸方向と垂直な方向に突出する突出部18aが設けられる。突出部15a、18aは、磁気記録層2の上面に対向するような形状に形成される。このような形状を有する下部配線15、18は、吸熱構造体として有効に機能し、磁気記録層2で発生した熱を効果的に放熱する。下部配線15、18を吸熱構造体として機能させる構造では、吸熱構造体を形成するための配線層を必要としないため、少ない配線層でMRAMを構成することを可能にする。このような構成の実施例7のMRAMの読み出し動作及び書き込み動作は、実施例1のMRAMと同様にして行われる。
図12Aは、実施例8のMRAMの構成を示す斜投影図である。実施例8のMRAMでは、磁気記録層2の下面に対向する吸熱構造体11が、下部配線15、18が形成される配線層と同一の配線層に設けられる。吸熱構造体11は、下部配線15、18の間に設けられており、下部配線15、18から電気的に絶縁されている。吸熱構造体11が、下部配線15、18が形成される配線層と同一の配線層に設けられる構成は、吸熱構造体を形成するための工程を追加的に必要としないため好適である。
図13Aは、実施例8のMRAMの構成を示す斜投影図である。実施例8のMRAMでは、磁気記録層2の上面に対向する吸熱構造体12A、12Bが、上部配線21が形成される配線層と同一の配線層に設けられる。吸熱構造体12A、12Bは、上部配線21から電気的に絶縁されている。吸熱構造体12A、12Bが、上部配線21が形成される配線層と同一の配線層に設けられる構成は、吸熱構造体を形成するための工程を追加的に必要としないため好適である。
Claims (11)
- 反転可能な磁化を有する磁化反転領域と、前記磁化反転領域の第1境界に接続され、固定された磁化を有する第1磁化固定領域と、前記磁化反転領域の第2境界に接続され、固定された磁化を有する第2磁化固定領域とを備え、面内方向にスピン偏極電流が流される磁気記録層と、
固定された磁化を有する磁化固定層と、
前記磁化反転領域と前記磁化固定層との間に設けられたトンネルバリア層と、
前記磁気記録層に対向するように設けられ、前記磁気記録層で発生した熱を受け取って放熱する機能を有する吸熱構造体と、
前記第1磁化固定領域に電気的に接続された第1配線と、
前記第2磁化固定領域に電気的に接続された第2配線
とを具備し、
前記スピン偏極電流は、前記第1磁化固定領域から前記第2磁化固定領域に、又は前記第2磁化固定領域から前記第1磁化固定領域に流され、
前記吸熱構造体は、前記第1磁化固定領域と前記第1配線との間に設けられた
磁気ランダムアクセスメモリ。 - 請求項1に記載の磁気ランダムアクセスメモリであって、
更に、
前記第2磁化固定領域と前記第2配線とを接続するビアコンタクトを備え、
前記吸熱構造体には開口が設けられ、
前記ビアコンタクトは、前記開口を貫通するように設けられている
磁気ランダムアクセスメモリ。 - 反転可能な磁化を有する磁化反転領域と、前記磁化反転領域の第1境界に接続され、固定された磁化を有する第1磁化固定領域と、前記磁化反転領域の第2境界に接続され、固定された磁化を有する第2磁化固定領域とを備え、面内方向にスピン偏極電流が流される磁気記録層と、
固定された磁化を有する磁化固定層と、
前記磁化反転領域と前記磁化固定層との間に設けられたトンネルバリア層と、
前記磁気記録層に対向するように設けられ、前記磁気記録層で発生した熱を受け取って放熱する機能を有する吸熱構造体と、
前記第2磁化固定領域と前記第2配線との間に前記磁気記録層に対向するように設けられ、前記磁気記録層で発生した熱を受け取って放熱する機能を有する他の吸熱構造体
とを具備し、
前記スピン偏極電流は、前記第1磁化固定領域から前記第2磁化固定領域に、又は前記第2磁化固定領域から前記第1磁化固定領域に流される
磁気ランダムアクセスメモリ。 - 請求項3に記載の磁気ランダムアクセスメモリであって、
前記吸熱構造体は、前記第1磁化固定領域に直接に接合され、
前記他の吸熱構造体は、前記第2磁化固定領域に直接に接合された
磁気ランダムアクセスメモリ。 - 反転可能な磁化を有する磁化反転領域を備え、面内方向にスピン偏極電流が流される磁気記録層と、
固定された磁化を有する磁化固定層と、
前記磁化反転領域と前記磁化固定層との間に設けられたトンネルバリア層と、
前記磁気記録層に対向するように設けられ、前記磁気記録層で発生した熱を受け取って放熱する機能を有する吸熱構造体と、
前記磁化固定層に電気的に接続されている第3配線
とを具備し、
前記吸熱構造体は、前記第3配線と前記磁化固定層の間に設けられ、前記磁化固定層に直接に接合され、且つ、前記第3配線が設けられている配線層の直下のビアコンタクト層に設けられた
磁気ランダムアクセスメモリ。 - 反転可能な磁化を有する磁化反転領域を備え、面内方向にスピン偏極電流が流される磁気記録層と、
固定された磁化を有する磁化固定層と、
前記磁化反転領域と前記磁化固定層との間に設けられたトンネルバリア層と、
前記磁化固定層に電気的に接続された第3配線
とを具備し、
前記第3配線が、読み出し電流が流される第1方向に延伸する配線本体部分と、前記配線本体部分から前記第1方向に垂直な第2方向に突出し、且つ、前記磁気記録層に対向する突出部とを備えることにより、前記磁気記録層で発生した熱を受け取って放熱する機能を有する吸熱構造体として機能する
磁気ランダムアクセスメモリ。 - 反転可能な磁化を有する磁化反転領域と、前記磁化反転領域の第1境界に接続され、固定された磁化を有する第1磁化固定領域と、前記磁化反転領域の第2境界に接続され、固定された磁化を有する第2磁化固定領域とを備え、面内方向にスピン偏極電流が流される磁気記録層と、
固定された磁化を有する磁化固定層と、
前記磁化反転領域と前記磁化固定層との間に設けられたトンネルバリア層と、
前記第1磁化固定領域に電気的に接続され、前記スピン偏極電流が流される第1配線
とを具備し、
前記スピン偏極電流は、前記第1磁化固定領域から前記第2磁化固定領域に、又は前記第2磁化固定領域から前記第1磁化固定領域に流され、
前記第1配線は、前記スピン偏極電流が流される第1方向に延伸する配線本体部分と、前記配線本体部分から前記第1方向に垂直な第2方向に突出し、且つ、前記磁気記録層に対向する突出部とを備えることにより、前記磁気記録層で発生した熱を受け取って放熱する機能を有する吸熱構造体として機能する
磁気ランダムアクセスメモリ。 - 反転可能な磁化を有する磁化反転領域と、前記磁化反転領域の第1境界に接続され、固定された磁化を有する第1磁化固定領域と、前記磁化反転領域の第2境界に接続され、固定された磁化を有する第2磁化固定領域とを備え、面内方向にスピン偏極電流が流される磁気記録層と、
固定された磁化を有する磁化固定層と、
前記磁化反転領域と前記磁化固定層との間に設けられたトンネルバリア層と、
前記磁気記録層に対向するように設けられ、前記磁気記録層で発生した熱を受け取って放熱する機能を有する吸熱構造体と、
前記第1磁化固定領域に電気的に接続された第1配線と、
前記第2磁化固定領域に電気的に接続された第2配線
とを具備し、
前記スピン偏極電流は、前記第1磁化固定領域から前記第2磁化固定領域に、又は前記第2磁化固定領域から前記第1磁化固定領域に流され、
前記吸熱構造体は、前記第1配線及び前記第2配線と同一の配線層に位置する
磁気ランダムアクセスメモリ。 - 反転可能な磁化を有する磁化反転領域を備え、面内方向にスピン偏極電流が流される磁気記録層と、
固定された磁化を有する磁化固定層と、
前記磁化反転領域と前記磁化固定層との間に設けられたトンネルバリア層と、
前記磁気記録層に対向するように設けられ、前記磁気記録層で発生した熱を受け取って放熱する機能を有する吸熱構造体と、
前記磁化固定層に電気的に接続されている第3配線
とを具備し、
前記吸熱構造体は、前記第3配線と同一の配線層に位置する
磁気ランダムアクセスメモリ。 - 反転可能な磁化を有する磁化反転領域と、前記磁化反転領域の第1境界に接続された第1磁化固定領域と、前記磁化反転領域の第2境界に接続された第2磁化固定領域とを備え、面内方向にスピン偏極電流が流される磁気記録層と、
固定された磁化を有する磁化固定層と、
前記磁化反転領域と前記磁化固定層との間に設けられたトンネルバリア層と、
前記第1磁化固定領域に電気的に接続された第1配線
とを具備し、
前記スピン偏極電流は、前記第1磁化固定領域から前記第2磁化固定領域に、又は前記第2磁化固定領域から前記第1磁化固定領域に流され、
前記第1配線は、
前記スピン偏極電流が流される第1方向に延伸する配線本体部分と、
前記配線本体部分から、前記第1方向に垂直な第2方向に突出し、且つ、前記磁気記録層に対向する突出部
とを備える
磁気ランダムアクセスメモリ。 - 反転可能な磁化を有する磁化反転領域を備え、面内方向にスピン偏極電流が流される磁気記録層と、
固定された磁化を有する磁化固定層と、
前記磁化反転領域と前記磁化固定層との間に設けられたトンネルバリア層と、
前記磁化固定層に電気的に接続された第3配線
とを具備し、
前記第3配線は、
読み出し電流が流される第1方向に延伸する配線本体部分と、
前記配線本体部分から、前記第1方向に垂直な第2方向に突出し、且つ、前記磁気記録層に対向する突出部
とを備える
磁気ランダムアクセスメモリ。
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