JP5233234B2 - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
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Description
トンネル接合(MTJ)素子を有する1T−2MTJメモリセルのスピン注入MRAM(
Spin Torque Transfer Random Access Memory)の構成と、製造方法に関する。
=[ΔRtr+(Rmtj−Rmtj-ref)]×Iread (1)
ここで、ΔRtrはトランジスタのオン抵抗のばらつきである。
M. Hosomi, et al. "A Novel Nonvolatile Memory with Spin Torque Transfer Magnetization Switching: Spin-RAM", Tech. Dig. International Electron Devices Meeting (IEDM) 2005 猪俣浩一郎編著、「不揮発性磁気メモリMRAM ユニバーサルメモリをめざして」79頁、工業調査会、2005年12月
を有する。
半導体基板にトランジスタを形成し、
前記トランジスタのソース・ドレイン拡散層の一方に接続される第1の磁気トンネル接合素子と、前記トランジスタのソース・ドレイン拡散層の他方に接続される第2の磁気トンネル接合素子を、同時に形成する、
工程を含む。
ここで、ΔRtrはトランジスタのオン抵抗のばらつき、RmtjはMTJ素子の抵抗、Rmtj-refは参照セルのMTJ素子の抵抗、Ireadは読み出し(センス)電流である。
11 半導体基板
13 ソース・ドレイン拡散層
17 M1レイヤ(第1配線層)の中継配線
20 MTJ素子(磁気トンネル接合素子)
21、LI1 M1レイヤ(第1配線層)の局所配線(第1の局所配線)
35、LI2 M2レイヤ(第2配線層)の局所配線(第2の局所配線)
36 M2レイヤ(第2配線層)の中継配線
37、SL ソース線
42、BL ビット線
Tr セルトランジスタ(選択トランジスタ)
Claims (7)
- 選択トランジスタのソース・ドレインの両側に、書き込み電流印加時に同じ抵抗状態をとる磁気トンネル接合素子が直列に配置されることを特徴とする半導体装置。
- トランジスタと、
前記トランジスタのソース・ドレイン拡散層の一方に電気的に接続される第1の磁気トンネル接合素子と、
前記ソース・ドレイン拡散層の他方に電気的に接続される第2の磁気トンネル接合素子と、
を有し、前記第1の磁気トンネル接合素子と前記第2の磁気トンネル接合素子は、書き込み電流印加時に同じ抵抗状態をとるように直列に接続されていることを特徴とする半導体装置。 - 前記第1の磁気トンネル接合素子と、前記第2の磁気トンネル接合素子に、前記書き込み電流が同じ向きに流れることを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。
- 前記第1および第2の磁気トンネル接合素子の一方の素子は、前記書き込み電流が他方の素子と同じ向きに流れるように、局所配線を介して前記トランジスタに接続されることを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。
- 前記第1および第2の磁気トンネル接合素子の各々は、低抵抗状態と高抵抗状態の2つの状態をとり、
前記第1および第2の磁気トンネル接合素子の低抵抗状態での直列抵抗は、前記トランジスタのオン抵抗よりも大きいことを特徴とする請求項2〜4のいずれかに記載の半導体装置。 - 前記第1の磁気トンネル接合素子は、前記ソース・ドレイン拡散層の前記一方と反対の側でビット線に接続され、前記第2の磁気トンネル接合素子は、前記ソース・ドレイン拡散層の前記他方と反対の側でソース線に接続されることを特徴とする請求項2〜5のいずれかに記載の半導体装置。
- 半導体基板上にトランジスタを形成し、
前記トランジスタのソース・ドレイン拡散層の一方の側に第1の磁気トンネル接合素子と、前記トランジスタのソース・ドレイン拡散層の他方の側に第2の磁気トンネル接合素子を、同時に形成し、
書き込み電流印加時に前記第1の磁気トンネル接合素子と前記第2の磁気トンネル素子が同じ抵抗状態をとるように、前記第1の磁気トンネル接合素子、前記トランジスタ、および前記第2の磁気トンネル素子を直列に接続する配線を形成する、
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
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