TW200937416A - Magnetic memory device - Google Patents

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200937416 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係係關於一種磁記憶裝置之發明，可適用於能夠 藉由龐磁阻效應或穿隧磁阻效應而記憶資料之磁記憶裝 置。 【先前技術】 目前，藉由鐵磁性穿隧接合之穿隧磁組（TMR : Tunneling Magneto-Resistive)效應的非揮發性磁記憶半導 ❹ 體裝置（MRAM : Magnetic Random Access Memory，磁隨 機存取記憶體）之研究得到推進。關於TMR元件之先行文 獻，例如有專利文獻1。再者，本說明書中，TMR元件之 概念包括使用MTJ(Magnetic Tunnel Junction，磁性穿隧接 合）元件。 專利文獻1中所揭示之TMR元件具有固定相/絕緣層/自由 層此三層層積構造。專利文獻1中所揭示之磁記錄裝置 中，選擇位元線（選擇BL)和選擇數位線（選擇DL)中有電流 ® 流動。如此，於選擇BL與選擇DL之交點部，會產生合成 磁場，從而能夠改變構成TMR元件之自由層之磁化方向 (資料之寫入）。又，TMR元件中有電流流動，且藉由對電 阻值進行檢測，而執行資料讀出。此處，TMR元件之電阻 值根據固定層與自由層之磁化方向為同相還是逆相而發生 變化。 又，專利文獻1中之MRAM，旨在藉由指定TMR元件之 形狀而改善寫入特性。上述TMR元件之形狀相對於易磁化 136402.doc 200937416 軸方向為非對稱，相對於與該易磁化軸方向垂直之軸為對 稱（以下，將該TMR元件形狀簡稱為非對稱形狀）。 再者，上述MRAM由元件選擇用電晶體、及具有上述非 對稱形狀之TMR元件而構成。又，上述MRAM中，於沿第 1方向延伸之位元線（BL)、與俯視時與該BL交叉之數位線 (DL)之間，配置有上述TMR元件。上述TMR元件形成於帶 狀配線（亦稱作局部帶（LS))上。進而，上述MRAM中，具 有將TMR元件與BL連接之頂端孔（TV)、及將LS與元件選 〇 擇用電晶體之一方之電極區域連接之局部孔（LV)。該等孔 均為讀出資料時所需之部分。再者，元件選擇用電晶體之 另一方之電極區域上連接有源極線（SL)。又，元件選擇用 電晶體之閘極電極成為字元線（WL)。SL以及WL均為讀出 資料時所需之部分。 再者，作為MRAM之相關先行文獻，還有專利文獻2。 該專利文獻2中，提出了一種關於由1元件選擇用電晶體一 4TMR元件構成之單元構造的技術。 ❹ [專利文獻1]:日本專利特開20〇4_296858號公報 [專利文獻2]:日本專利特開2006-294179號公報 【發明内容】 [發明所欲解決之問題] 專利文獻1之技術、專利文獻2之技術中，LV均必須連接 於LS之下表面。然而，將連接有該LV之LS主面變得平坦 之處理，於製程方面較為困難。亦即，LS之上表面上，因 連接有LV，而會在該LV之連接附近形成凹部。 136402.doc 200937416 當形成於同LS主面上之TMR元件受到該ls上表面之凹 部影響時，會在對TMR元件之寫入特性產生偏差。因此， 在俯視時之LS需要使LV與TMR元件之間隔充分離開。 且說MRAM之記憶胞尺寸要大於快閃記憶體（…讣 memory)之NOR等，因此需要儘可能地減小該記憶胞之尺 寸。然而，如上所述’若充分保持LV與TMR元件之間隔， 則記憶胞（磁記錄裝置）尺寸會增大。 因此，本發明之目的在於提供一種磁記錄裝置，其係即 ® 便使具有上述非對稱形狀之TMR元件與LV充分保持兩者之 間隔而形成於LS上，亦能夠抑制磁記錄裝置之尺寸增加。 [解決問題之技術手段] 本發明之一實施例中，記錄層之俯視形狀對於記錄層之 易磁化軸方向為非對稱，對於與上述易磁化轴垂直之.對稱 軸為對稱。而且，靠近記錄層之面積中心一侧之該記錄層 之輪廓部面向接觸孔（局部孔）形成側。 [發明之效果] φ 根據上述一實施例，即便使具有非對稱形狀之記錄層與 局部孔充分保持兩者之間隔而形成於帶狀配線上，亦能夠 抑制該帶狀配線佔有面積之擴大。因此，能夠抑制磁記錄 裝置之尺寸增加。 【實施方式】 首先，對於作為本發明基礎之構成部分進行說明。 圖1係表示具有磁記錄元件（以下稱作TMR: Tunneling Magneto-Resistive)之磁記錄裝置（以下稱作MRAM : 136402.doc 200937416

Magnetic Random Access Memory)構成的電路圖。 圖1中，複數組位元線BL、源極線SL及數位線DL沿左右 方向延伸。又，該等線組排列在上下方向。又，圖1中， 字元線WL與該等複數組線交叉且沿上下方向延伸。該字 元線WL沿左右方向而排列著複數個。又，源極線SL共通 地連接到感測放大器AMP之輸入端。 MRAM記憶胞MC設在由位元線BL、源極線SL以及字元 線WL包圍之區域内。又，如圖1所示，該MRAM記憶胞 〇 MC配置成矩陣狀。各個MRAM記憶胞MC包括元件選擇用 電晶體106與作為鐵磁性穿隧接合元件之TMR元件101之串 聯連接。更詳細而言，TMR元件101配置於數位線DL與位 元線BL之交叉部。 圖2係表示一個MRAM記憶胞MC構成之概略剖面圖。 半導體基板10之上表面内形成有元件選擇用電晶體 106。半導體基板10上形成有層間絕緣膜130。而且，該層 間絕緣膜130内配設有字元線WL、接觸孔201、202、源極 線SL、焊點電極PD、數位線DL、局部孔LV、帶狀配線 LS、TMR元件101、頂端孔TV及位元線BL等各個。又，半 導體基板10之表面内形成有源極/汲極雜質擴散層106a、 106b。 字元線WL起作用作為元件選擇用電晶體106之閘極電 極。此處，圖2中雖然省略，但包括閘極電極之閘極構造 係由閘極絕緣膜與閘極電極層依該順序層積而成之層積構 造。又，閘極構造之兩側面形成有側壁膜。元件選擇用電 136402.doc 200937416 晶體106之汲極106a，經由接觸插塞201、焊點電極PD、局 部孔LV、以及帶狀配線（亦稱作局部帶）ls而與TMR元件 1 〇 1連接。元件選擇用電晶體106之源極1 〇6b經由接觸插塞 202而連接於源極線SL。 再者，亦可採用不具有焊點電極PD之疊孔構造，即局 部孔LV。 又’帶狀配線L S與半導體基板1 〇之間，經由層間絕緣膜 130而絕緣，且配設有數位線dl。又，TMR元件1〇1與位 元線BL經由頂端孔（接觸孔）Tv而電性連接。再者，如圖2 所示’帶狀配線LS之下表面側連接有局部孔LV之上部。 亦即，藉由局部孔（接觸孔）LV，將帶狀配線LS與比上述帶 狀配線LS位於更下層之部分（例如，汲極1 〇6a)電性連接。 另一方面，帶狀配線LS之上表面側連接有TMR元件1〇1之 下表面。 圖3係表示TMR元件101之詳細構造之剖面圖。tMr元件 101具有由固定層（引腳層）丨1、穿隧絕緣層12及記錄層（自 由層）13從半導體基板丨〇側開始依次層積而成之構造。 固定層11之磁化方向預先固定在特定之方向，例如數位 線DL之延伸方向。記錄層13之磁化方向會根據外部磁場 而變化。又，如圖3(a)所示，將固定層^之磁化方向與記 錄層13之磁化方向一致之狀態視為TMR元件1〇1記憶著"〇" 之狀態。又’如圖3(b)所示，將將固定層U之磁化方向與 記錄層13之磁化方向相反之狀態視為tmr元件101記憶著 ”1"之狀態。 136402.doc •10- 200937416 固定層11係例如反鐵磁性層14b與鐵磁性層14a之層積構 造。藉由採用該層積構造，能夠使固定層11之磁化方向得 到固定。亦即’反鐵磁性層14b固定了鐵磁性層14a之旋轉 方向，從而固定了鐵磁性層14a之磁化方向。該反鐵磁性 層14b設在鐵磁性層14a之下（即，介隔穿隧絕緣層12而設 在記錄層13之相反側）。作為鐵磁性層14a，可採用例如

CoFe。另一方面，作為反鐵磁性層丨4b，可採用例如 IrMn。 又’記錄層13係鐵磁性層，具有例如c〇Fe層與NiFe層之 層積構造。作為穿隧絕緣層12，可採用例如ΑΙΟχ或MgO。 一般而言，鐵磁性體會根據結晶構造或形狀等而具有易磁 化之方向（能量較低之狀態）。該易磁化之方向被稱作易磁 化轴（easy axis)。相反，難磁化之方向被稱作難磁化軸 (hard axis) »於圖2所示之構成中，記錄層13之易磁化軸以 及難磁化軸分別設為數位線DL之延伸方向、及位元線bl 之延伸方向。 再者，從提高寫入特性方面考慮，本發明之TMR元件 1〇1(尤其為記錄層13)於俯視時具有如下形狀（例如，參照 曰本專利特開2004-296858號公報）。亦即，TMR元件 ι〇ι(記錄層13)之俯視形狀，相對於該記錄層13之易磁化抽 方向為非對稱，相對於與易磁化軸垂直之對稱㈣亦可理 解為難磁化軸方向）為對稱（將該形狀簡稱為非對稱形狀）。 再者’關於記錄層13之上述非對稱形狀，於以下各實施形 態中進行詳細說明。 136402.doc 200937416 穿隨絕緣層12以及固定層11，可具有與記錄層13相同之 形狀’或者具有記錄層13之形狀且面積大於記錄層13。再 者’固定層11經由下部電極（例如由Ta構成之導電膜，未 圖示）而與帶狀配線LS電性連接。另一方面，記錄層13經 由與位於其上之上部電極（例如由Ta構成之導電膜，未圖 示）電性連接之頂端孔TV ’而與位元線BL電性連接。 以下，說明對TMR元件1〇1之寫入動作。 首先，位元線BL和數位線DL上有電流流動。當上述位 〇 元線BL1有電流流動時，在包圍位元線BL·之方向上產生 磁場。藉由該磁場，向位於位元線BL下方之記錄層13施加 有易磁化軸方向上之第一磁場。另一方面’當數位線DL 上有電流流動時，於包圍數位線〇]1之方向上產生磁場。 藉由該磁場，向位於數位線DL上方之記錄層13施加有難 磁化軸方向上之第二磁場。因此，當進行寫入時，對記錄 層13施加上述第一磁場以及第二磁場之合成磁場。 β 為了使記錄層13之磁化方向反轉而需要之磁場之大小形 成為行星曲線（asteroid Curve)e例如，若上述合成磁場之 值大於行星曲線，則記錄層13會在易磁化軸方向上磁化。 固疋層11上，當已預先在與第—磁場相同之方向上磁化 時，TMR元件101中之固定層u與記錄層13之各磁化方向 相平行（圖3(a)之狀態：記憶”〇"卜該時，tmr元件ι〇ι之 厚度方向（記錄層丨3與固定層丨丨之層積方向）上之電阻值變 小 〇 固定層11上’當已預先在第一磁場之相反方向上磁化 136402.doc •12- 200937416 時，TMR元件101中之固定層u與記錄層13之磁化方向彼 此反向平行（圖3(b)之狀態：記憶"1")。 繼而’對讀出動作進行說明。 當進行讀出時，對特定之字元線霤!^進行選擇驅動，藉 此使連接於該字元線WL之元件選擇用電晶體1〇6成為導通 狀態。又，使特定之位元線BL上有電流流動，藉此使連接 於導通狀態之元件選擇用電晶體1〇6之TMR元件1〇1上有穿 隧電流流動。可根據該時之TMR元件1〇1之電阻，而判定 ❹ 記憶狀態。 亦即，TMR元件101具有以下性質：磁化方向為平行 時，電阻較小，為反向平行時電阻較大。利用該性質，藉 由感測放大器AMP而檢測出選擇記憶胞之輸出信號是大於 還是小於參考單元之輸出信號。可按照以上方式判定選擇 記憶胞之記憶狀態是"〇”還是"丨"。 以下之各實施形態中，對於形成於帶狀配線“上之具 ◎ 有呈上述非對稱形狀之記錄層元件1〇1與局部孔 LV之配置關係，利用圖式進行具體說明。 <實施形態1> 本實施形態中，TMR元件101(或者記錄層13)，俯視時 具有如圖4所示之非對稱形狀。亦即，至少記錄層13具有 如圖4所示之非對稱形狀。再者，以下之說明中視為 TMR元件101整體之俯視形狀具有該非對稱形狀。 如圖4所示，TMR元件101 ’相對於易磁化軸s為非對 稱，相對於與易磁化軸S垂直之對稱軸（稱作難磁化軸方 136402.doc 200937416 向）L具有對稱性。可知，該圖4所示之形狀為新月型或者 蠶豆型。亦即’圖4中所例示之非對稱形狀中，與易磁化 軸S相對之TMR元件101之一方之輪廓部81具有向該TMR元 件101之内侧（圖4之右側）凹陷之輪廓。另一方面，與易磁 化軸S相對之TMR元件101之另一方之輪廟部32具有向該 TMR元件1 〇 1之外側（圖4之右側）凸出之輪廓。 此處，上述一方之輪廓部sl以及另一方之輪廓部s2均具 有位於對稱軸L上之小片部bl、b2。又，小片部!^上之切 線以及小片部b2上之切線均與易磁化轴s之方向平行。 具體而言，圖4所示之非對稱形狀（蠶豆型）具有四個不 同之圓弧sl〜s4。又，圓弧sl、圓弧s4、圓弧S2、圓弧S3、 圓弧s 1依次連結而形成閉合曲線。此處，亦可取代圖4之 構成，而採用不含圓弧S3、圓弧s4之非對稱形狀（新月 型）。上述新月型形狀中，圓弧s3、s4之部分，由圓弧81與 圓弧s2之各個端部交叉成尖銳之角。 再者，圓弧（一方之輪廓部）sl係以第一曲率規定之圓 弧。而圓弧（另一方之輪廓部）S2係以第二曲率規定之圓 狐。此處，第二曲率要大於第一曲率c又，圓弧s3以及圓 弧s4均係以第三曲率規定之圓弧。再者’第三曲率之值與 第一曲率以及第二曲率不同。 圖5係表示形成於帶狀配線lS上之TMR元件1〇1與局部孔 LV之配置關係的平面圖。此處，圖5所示之tmr元件1 〇 1整 體（或者，至少記錄層13)具有圖4所示之非對稱形狀（蠶豆 型或者新月型）（後述之圖12〜15亦相同）。再者，以下之對 136402.doc -14 - 200937416 於圖5以及圖12〜15之說明中，為了簡化說明，使TMR元件 1 〇 1整體具有圖4所示之非對稱形狀。 如圖5所示，俯視時，上述具有凹陷之輪廓之一方之輪 廓部（圓弧）s 1面向局部孔（可理解為接觸孔）LV形成側。換 s之，具有凸出之輪廓之另一方之輪廓部（圓弧）s2不面向 局部孔LV形成側。 再者，圖4所示之非對稱形狀中，重心（面積中心）位於 對稱轴L上’且比圓弧S2更靠近圓弧s丨。此處，所謂面積 中心，係指當特定之平面上之重量平均分布時、該特定之 平面之重量中心。因此，圖5之構成中，靠近記錄層13之 面積中心一側之、該記錄層13之輪廓部（圓弧）31面向局部 孔LV形成側。 帶狀配線LS之俯視形狀為大致長方形。又，俯視時，局 部孔LV和TMR元件101並列配置於帶狀配線LS之長度方向 上。 再者，形成於帶狀配線LS上之TMR元件1 〇 1與局部孔 LV，以俯視時彼此離開特定之距離La而配置。該TMR元 件101與局部孔LV離開形成之原因如下所示。 例如，如圖6所示，形成以下構成：數字配線DL以及焊 點電極PD配設在層間絕緣膜130a中。其次，如圖6所示， 於層間絕緣膜130a上形成層間絕緣膜130b。又，於層間絕 緣膜130b上形成使焊點電極PD露出之開口部130d。 其次，如圖7所示，以埋入開口部130d内之一部分之方 式，於層間絕緣膜130b上形成帶狀配線LS。藉由形成該帶 136402.doc • 15- 200937416 狀配線LS，而於開口部13〇d内形成與焊點電極pD連接之 局部孔LV。亦即，就該製造方法而言，帶狀配線LS之一 部分構成局部孔LV。又，藉由形成帶狀配線LS以及局部 孔LV，因為有開口部13〇d，而於帶狀配線LS上形成凹部 Da。 若於該凹部Da内及其附近形成tmr元件1〇1，則會導致 TMR元件1〇1之寫入特性產生不均。因此，如圖8所示當 於帶狀配線LS上形成TMR元件1〇1時，必須使tmr元件1〇1 充分離開上述凹部Da(換言之’局部孔lv)而形成。 又’即便於採用以下方法之情形時，當於帶狀配線[8上 形成TMR元件101時，亦必須使TMR元件1 〇 1充分離開局部 孔LV而形成。 因此，為了減輕凹部Da之影響，於形成圖6所示之構成 之後，以埋入開口部130d之方式，例如形成w或者Cu等之 導電膜之後’實施CMP(Chemical Mechanical Polishing， 化學機械研磨）處理。藉此，於開口部13〇d内形成局部孔 LV(參照圖9)。其次，於層間絕緣膜130b上使帶狀配線LS 成膜（參照圖10)。因為該CMP處理，如圖1〇所示，在局部 孔LV上部之帶狀配線LS之上表面會產生凹部Da。 因此，即便於使用後一種方法之情形時，亦必須考慮到 要防止因該凹部Da而導致TMR元件1〇1之寫入特性劣化。 所以，如圖11所示，帶狀配線LS上，必須使TMR元件1 〇 1 充分離開上述凹部Da(換言之，局部孔LV)而形成。 於本實施形態中’如上所述’以使圓弧s 1側面向局部孔 136402.doc -16· 200937416 LV之方式，於帶狀西己線LS上西己置有具有圖4所示之非對稱 形狀之TMR元件101(參照圖5)。換言之，使靠近tmr元件 HH之重心（面積中心）一側之、該丁嫩元件1〇1之輪廊部（圓 弧）s 1面向局部孔LV形成側（參照圖5)。 藉此’即便使TMR元件101與局部孔lV兩者之間留有充 分之間隔而形成於帶狀配線LS上，亦能夠抑制磁記錄裝置 (記憶胞）之尺寸之增加。具體之說明為如下所示。 如上所述，因形成局部孔LV，而於帶狀配線LS上表面 〇 (TMR元件101形成側面）上產生凹部。為了減輕該凹部對 記錄層13之影響，必須於帶狀配線Ls上，使記錄層 13 (TMR元件101)離開局部孔LV充分之距離La而形成（參照 圖5)。 此處，本實施形態中’使凹陷之輪廓部（圓弧）S1面向局 部孔LV側。因此，與如圖12所示使凸出之輪廓部（圓弧s2) 面向局部孔LV之情形相比’能夠進一步使帶狀配線l §之 ❹ 面積縮小。其原因在於’當藉由蝕刻形成帶狀配線LS時， 帶狀配線LS之拐角部與TMR元件101之間必須留有特定之 裕度（margin)。 亦即’圖5、圖1 2中，均為離開局部孔LV距離La而形成 有TMR元件101。圖5之構成中，帶狀配線LS之拐角部與 TMR元件101之間留有充分之間隔。因此，能夠使TMR元 件101形成側之帶狀配線LS之端邊更加接近TMR元件101。 另一方面，圖12之構成中，TMR元件101(記錄層13)之圓 弧s3、s4向帶狀配線LS之端邊侧突出。因此，為了使帶狀 136402.doc •17· 200937416 配線LS之拐角部與TMR元件101之間留有充分之間隔，而 必須使TMR元件101形成側之帶狀配線LS之端邊更加遠離 TMR 元件 101。 藉由以上之比較可知，圖5之構成更能夠縮小帶狀配線 LS之面積。藉由縮小該帶狀配線ls之面積，結果能夠抑 制磁記錄裝置（記憶胞）之尺寸之增加。 Ο

再者，如上所述’帶狀配線LS上，使TMR元件1〇1與局 部孔LV之間留有充分之距離。因此，能夠抑制因形成局部 孔LV而產生在帶狀配線LS上之凹部對tmr元件ι〇1之影 響。因此，能夠抑制由於該凹部之影響而使tMR元件1〇1 之寫入特性不均。 又，難以藉由一次光微影（lithography)形成如新月型之 具有尖銳之角之形狀。然而，若採用如圖4所示之、含圓 弧S3、S4來代替尖銳之角之非對稱形狀，則僅藉由一次光 微影便能容易地形成圖4所示之非對稱形狀。 又，帶狀配線LS之俯視形狀為大致長方形。又，俯視 時，局部孔LV與TMR元件101並列地配置於帶狀配線“之 長度方向上（參照圖5)。 因此，可縮小鄰接於數位線方向上之單元間之距離，從 而可高效地配置帶狀配線LS。 再者，如圖13所示，亦可偏離非對稱形狀之對稱軸l， 而將局部孔LV形成於帶狀配線之下表面。&而，如圓5所 不’較好的是，將局部孔LV配置於俯視時之非對稱形 具有之對稱軸L之延長線上。 136402.doc -18- 200937416 其原因在於’即便如上所述於局部孔Lv與具有非對稱形 狀之TMR元件1〇1之間設置特定之間隔La，圖5所示之構成 中’亦能使局部孔LV更接近該TMR元件101内部側。因 此’圖5之構成中，能縮小帶狀配線LS之長度方向上之距 離。亦即，圖5之構成更能夠縮小帶狀配線ls之面積。 又，局部孔LV側之帶狀配線LS之拐角部亦藉由蝕刻而變 圓。因此，藉由將局部孔LV配置於帶狀配線LS之寬度方 向上之中央處，即便產生蝕刻偏移’亦能夠擴大帶狀配線 LS偏離局部孔LV之裕度《同樣，藉由將TMR元件1〇1亦配 置於帶狀配線LS之寬度方向上之中央處，能擴大TMR元件 101偏離帶狀配線LS之裕度。 再者，如圖14所示，亦可將面向TMR元件1〇1之上述另 一方之輪廓部（圓弧）S2之、帶狀配線LS之拐角部ci、C2， 沿上述另一方之輪廓部s2之形狀而形成。 因帶狀配線LS具有上述拐角部cl、C2，故與上述拐角部 c 1、c2為垂直角之構成（例如圖5之構成）相比，能夠進一步 減小帶狀配線LS之佔有面積。因此，能夠進一步抑制磁記 錄裝置（記憶胞）之尺寸之增加。再者，通常之藉由光微影 步驟以及蝕刻步驟所形成之帶狀配線LS之形狀，一般而言 拐角部具有變圓之傾向，難以形成直角之拐角部。因此， 藉由通常之光微影步驟以及蝕刻步驟，能夠容易地製作具 有上述拐角部c 1、c2之帶狀配線LS。 又，較為理想的是，如圖15所示’面向帶狀配線ls之端 緣部Sc之TMR元件101之上述另一方之輪廓部S2與該端緣 136402.doc -19- 200937416 部Sc之間之距離至少為〇· i μηι以上。其原因在於，即便在 對帶狀配線LS進行蝕刻處理時產生蝕刻偏移，亦能夠防止 蝕刻削去TMR元件101。 再者，上述另一方輪廓部s2與上述端緣部Sc之間所存在 的帶狀配線區域A1(斜線區域）之寬度只要為〇1 μηι以上即 可，可根據情況而略有增減。然而，更理想的是，如圖15 所不，上述另一方輪廓部s2與上述端緣部Sc之間所存在的 帶狀配線區域A1(斜線區域）之寬度在任何情形時均為固 © 定。 藉由採用上述帶狀配線區域A1之寬度為固定之構成，該 寬度僅從上述蝕刻削去之觀點而決定，該區域八丨内不存在 多餘之區域。亦即，藉由採用該寬度為固定之構成，可防 止上述蝕刻削去，且可進一步減小帶狀配線以之佔有面 積。 <實施形態2> © 纟實施形態中’ ™R元件101(或者記錄層13)於俯視時 具有圖丨6所示之非對稱形狀。亦即，至少記錄層13具有如 圖16所示之非對稱形狀。再者，以下之說明中，視為TMR 元件101整體之俯視形狀具有該非對稱形狀。 ，如圖16所不，TMR7C件101 ’相對於易磁化軸s為非對 稱，相對於與易磁化轴s垂直之對稱軸（稱作難磁化軸方 向）L具有對稱性。亦即，圖_例示之非對稱形狀甲，與 易磁化轴s相對之TMR元件101之一方之輪廊部8〇4具有直 線形狀。另-方面，與易磁化軸s相對之丁酿元件ι〇ι之另 136402.doc -20- 200937416 一方之輪廓部801具有向該TMR元件101之外側（圖16之右 侧）凸出之輪廓。 此處，上述一方之輪廓部8〇4與易磁化軸s方向平行。 又，另一方之輪廓部801具有位於對稱軸l上之小片部 bl2。再者，該小片部M2上之切線與易磁化軸s方向平 行0 具體而言’圖16所示之非對稱形狀具有3個直線部 802a、802b、804 以及 3 個圓弧 801、803a、803b。又，圓 弧801、直線部8〇2b、圓弧803b、直線部804、圓弧8〇3a、 直線部802a、以及圓弧801依次連結而形成閉合曲線。再 者，如上所述，直線部804與易磁化軸方向8平行。又，直 線部802a、802b與難磁化軸（對稱轴L)平行。 再者，圓弧（另一方之輪廓部）8〇1為以特定之曲率規定 之圓弧。又，圓弧803a以及圓弧803b均為以與特定之曲率 不同之曲率所規定之圓弧。 此處，亦可不採用圖16之構成，而採用不含圓弧、 803b之非對稱形狀。該非對稱形狀中，在圓弧8〇3&部分， 由直線部802a與直線部8〇4呈直角交又，而在圓弧_部 分，由直線部802b與直線部8〇4呈直角交又（稱作直角交又 形狀）。然而’該直角交又形狀難以藉由一次光微影處理 來形成然'而’藉由採用如圖16所示之含圓弧綱丑咖匕 來代替尖銳之角之非對稱形狀，僅藉由一次光微影處理便 能夠容易地形成圖16所示之非對稱形狀。X，相反，亦可 不採用圖16之構成，而採用不含直線部㈣、嶋之非對 136402.doc 200937416 稱形狀。該非對稱形狀中，圓弧803a、803b未經由圓弧 8〇1和直線部而連結。藉由採用如此之形狀，僅藉由一次 光微影處理便能夠容易地形成非對稱形狀。 圖17係表示形成於帶狀配線]；^上之tmr元件ιοί與局部 孔LV之配置關係的平面圖。此處，圖17所示之TMR元件 1〇1整體（或者’至少記錄層13)具有圖16所示之非對稱形狀 (後述之圖18〜20亦同樣）。再者，以下之對於圖17〜2〇之說 明中’視為TMR元件1 〇 1整體具有圖16所示之非對稱形 ® 狀。 如圖17所示，俯視時，上述具有直線形狀之一方之輪廓 部（直線部）804面向局部孔（可理解為接觸孔）LV形成側。換 3之’具有凸出之輪廓之另一方之輪廓部（圓弧）8〇1不面向 局部孔LV形成侧。 又’圖16所示之非對稱形狀中，重心（面積中心）位於對 稱軸L上，且比圓弧801更靠近直線部8〇4,此處，與實施 ❹ 形態1中之定義相同，所謂面積中心，係指當特定之平面 上之重量平均分布時、該特定之平面之重量中心。因此， 圖17所示之構成中，靠近tmr元件1〇1之面積中心一側 之、該TMR元件1〇1之輪廓部（直線部）8〇4面向局部孔1乂形 成側。 帶狀配線LS之俯視形狀為大致長方形。又，俯視時，局 部孔LV及TMR元件1〇1並列配置於帶狀配線LS之長度方向 上。 再者’形成於帶狀配線LS上之TMR元件1〇1及局部孔 136402.doc -22- 200937416 LV，以俯視時彼此離開特定之距離La而配置。又，圖17所 示之構成中，局部孔LV配置於TMR元件101所具有之上述 對稱轴L之延長線上。 本實施形態中，如上所述，以直線部804側面向局部孔 LV之方式，於帶狀配線LS上配置有具有圖16所示之非對 稱形狀之TMR元件1〇1(參照圖17)。換言之，使靠近TMR 元件101之重心（面積中心）一側之、該TMR元件101之輪廓 部（直線部）804面向局部孔LV形成側（參照圖17)。 ® 藉此，即便使TMR元件101與局部孔LV該兩者之間留有 充分之間隔而形成於帶狀配線LS上，亦能夠抑制磁記錄裝 置（記憶胞）之尺寸之增加。亦即，與如圖18所示之、使另 一方之輪廓部（圓弧）801面向局部孔LV之情況相比，圖17 所示之構成更能夠抑制磁記錄裝置（記憶胞）之尺寸之增 加。 當藉由蝕刻形成帶狀配線LS時，帶狀配線LS之拐角部 ❹ 與TMR元件10 1之間必須留有特定之裕度（margin)。然而， 與於圖18所示之方向上配置TMR元件101之情況相比，於 圖17所示之方向上配置TMR元件1〇1時，帶狀配線LS之拐 角部與TMR元件101之間可留有更大之裕度。 亦即’圖18之構成中，為了留有該裕度，必須使tmr元 件1 〇 1形成侧之帶狀配線LS之端邊更加遠離TMR元件101 » 另一方面，圖17所示之構成中，與圖18所示之構成相比， 能使帶狀配線LS之拐角部與TMR元件1〇1之間留有更大之 裕度。因此，圖17所示之構成，能夠使TMR元件1〇1形成 136402.doc •23· 200937416 側之帶狀配線LS之端邊更加靠近TMR元件1 〇 1。 根據以上比較可知，圖1 7之構成更能夠縮小帶狀配線Ls 之面積。藉由縮小該帶狀配線LS之面積，結果能夠抑制磁 記錄裝置（記憶胞）之尺寸之增加。 再者，如上所述，本實施形態中，俯視時，形成於帶狀 配線LS上之TMR元件101與局部孔LV之間留有充分之距 離。因此’能夠抑制因形成局部孔LV而在帶狀配線LSI 產生之凹部對TMR元件101之影響。從而，能夠抑制由於 該凹部之影響而使TMR元件101之寫入特性不均。 又’帶狀配線LS之俯視形狀為大致長方形。而且，俯視 時’局部孔LV與TMR元件101並列地配置於帶狀配線LSi 長度方向上（參照圖17)。 因此，能夠縮小於數位線方向上鄰接之單元間之距離， 從而可高效地配置帶狀配線LS。 又’如圖19所示，亦可使面向TMR元件1〇1之上述另一 方之輪廓部（圓弧）8〇1之、帶狀配線ls之拐角部cll、cl2， 沿上述另一方之輪廓部8〇 1之形狀而形成。 因帶狀配線LS具有上述拐角部cn、cl2，故與上述拐角 部cll、C12為垂直角之構成（例如圖17之構成）相比，能夠 進一步減少帶狀配線LS之佔有面積。因此，能夠進一步抑 制磁記錄裝置（記憶胞）之尺寸之增加。再者，通常之藉由 光微影步驟以及蝕刻步驟所形成之帶狀配線“之形狀，一 般而言拐角部具有變圓之傾向，難以形成直角之拐角部。 因此’藉由通常之光微影步驟以及蝕刻步驟，能夠容易地 136402.doc •24· 200937416 製作具有上述拐角部ell、C12之帶狀配線LS。 再者，較為理想的是，如圖20所示，面向帶狀配線LS之 端緣部Sc之、TMR元件101之上述另一方之輪廟部8〇1與該 端緣部Sc之間之距離至少為〇.1 μιη以上。其原因在於，即 便在對帶狀配線LS進行钱刻處理時產生餘刻偏移，亦能夠 防止蝕刻削去TMR元件101。 又，上述另一方輪廓部801與上述端緣部Sc之間所存在 的帶狀配線區域All (斜線區域）之寬度只要為〇.! μΓη以上 即可，可根據情況而略有增減。然而，更理想的是，如圖 20所示，上述另一方輪廓部8〇1與上述端緣部以之間所存 在的帶狀配線區域All (斜線區域）之寬度在任何情形時均 為固定。 藉由採用該帶狀配線區域All之寬度為固定之構成，該 寬度僅從上述蝕刻削去之觀點而決定，該區域A11内不存 在多餘之區域。亦即，藉由採用該寬度為固定之構成，可 防止上述蝕刻削去，且可進一步減小帶狀配線18之佔有面 積。 <實施形態3> 本實施形態中，TMR元件1〇1(或者記錄層13)於俯視時 具有圖21所示之非對稱形狀。亦即，至少記錄層丨3具有如 圖21所不之非對稱形狀。再者，以下之說明中，視為丁1^& 元件101整體之俯視形狀具有該非對稱形狀。 如圖21所示，TMR元件1〇1，相對於易磁化軸s為非對 稱，相對於與易磁化軸s垂直之對稱轴（稱作難磁化轴方 136402.doc -25- 200937416 向）L具有對稱性。亦即，圖21所例示之非對稱形狀中，與 易磁化軸s相對之TMR元件101之一方之輪廓邹85〇具有^ 該TMR元件1〇1之外側（圖21之左側）凸出、 雄 有第一曲 率之輪廓。另一方面，與易磁化軸s相對之丁撾尺元件之 另一方之輪廓部851具有向該TMR元件1〇1之外側（圖21之 右側）凸出、且具有第二曲率之輪廓。再者，第二曲率大 於第一曲率。 此處，上述一方之輪廓部850以及另一方之輪廓部8§1均 〇 具有位於對稱轴L上之小片部b31、b32。又，小片部b31上 之切線以及小片部b32上之切線均與易磁化軸8方向平行。 具體而言，圖21所示之非對稱形狀具有曲率不同之兩個 圓弧850、851 »又，上述圓弧85〇與園弧851連結而形成閉 合曲線。再者，圖21所示之非對稱形狀之輪廓不包括直線 部之輪廓。若採用圖21所示之僅由圓弧構成之非對稱形 狀，則僅藉由一次光微影處理便能夠容易地形成圖21所示 之非對稱形狀。 圖22係表示形成於帶狀配線^上之、tmr元件ι〇1與局 部孔LV之配置關係的平面圖。此處，圖22所示之TMR元件 101整體（或者，至少記錄層13)具有如圖21所示之非對稱形 狀（後述之圖23〜25亦相同）。再者，以下之對於圖22〜25之 說明中，視為TMR元件1〇1整體具有如圖21所示之非對稱 形狀。 如圖22所示，俯視時’具有第一曲率之一方之輪廓部 (圓孤）850面向局部孔（可理解為接觸孔形成側。換言 136402.doc •26· 200937416 之，具有第二曲率之另一方之輪廓部（圓弧）851不面向局部 孔LV形成側。 又，圖21所示之非對稱形狀中，重心（面積中心）位於對 稱軸L上，且比圓弧851更靠近圓弧85〇。此處，與實施形 態1中之定義相同，所謂面積中心，係指當特定之平面上 之重量平均分布時、該特定之平面之重量中心。因此，圖 22所示之構成中，靠近TMR元件1〇1之面積中心一側之、 該TMR元件1〇1之輪廓部（圓弧）85〇面向局部孔[乂形成側。 帶狀配線LS之俯視形狀為大致長方形。又，俯視時，局 部孔LV與TMR元件1〇1並列地配置於帶狀配線18之長度方 向上。 再者，形成於帶狀配線LS上之TMR元件1 〇 1與局部孔 LV，以俯視時彼此離開特定之距離^而配置。又，圖22所 示之構成中，局部孔LV配置於TMR元件1〇1所具有之上述 對稱軸L之延長線上。 本實施形態中，如上所述，以具有第一曲率之圓弧85〇 側面向局部孔LV之方式，於帶狀配線“上配置有具有圖 21所不之非對稱形狀之TMR元件1〇1(參照圖22)。換言 之，使靠近TMR元件1 〇 1之重心（面積中心）一側之、該 TMR元件1〇1之輪廓部（圓弧）85〇面向局部孔Lv形成侧（參 照圖22)。 如此，即便使TMR元件1〇丨與局部孔LVk兩者之間留有 充分之間隔而形成於帶狀配線！^上，亦能夠抑制磁記錄裝 置（記憶胞）之尺寸之増加。亦即，與如圖23所示之、使另 136402.doc -27- 200937416 一方之輪廓部（圓弧）85 1面向局部孔LV之情況相比，圖22 所示之構成更能夠抑制磁記錄裝置（記憶胞）之尺寸之增 加。 當藉由蝕刻來形成帶狀配線LS時，帶狀配線LS之拐角 部與TMR元件101之間必須留有特定之裕度（margin)。然 而，與於圖23所示之方向上配置TMR元件101之情況相 比’於圖22所示之方向上配置TMR元件101時，帶狀配線 L S之拐角部與TMR元件101之間可留有更大之裕度。 亦即，圖23之構成中’為了留有該裕度，必須使TMR元 件1〇1形成側之帶狀配線LS之端邊更加遠離TMR元件101。 另一方面，圖22所示之構成中，與圖23所示之構成相比， 能使帶狀配線LS之拐角部與TMR元件1〇1之間留有更大之 裕度。因此’圖22所示之構成’能夠使TMR元件1 〇 1形成 側之帶狀配線LS之端邊更加靠近TMR元件1 〇 1。 根據以上比較可知，圖22之構成更能夠縮小帶狀配線LS 之面積。藉由縮小該帶狀配線LS之面積，結果能夠抑制磁 記錄裝置（記憶胞）之尺寸之增加。 再者，如上所述’本實施形態中，俯視時，形成於帶狀 配線LS上之TMR元件101與局部孔LV之間留有充分之距 離。因此，能夠抑制因形成局部孔LV而產生在帶狀配線 LS上之凹部對TMR元件101之影響。因此，能夠抑制由於 該凹部之影響而使TMR元件101之寫入特性不均。 再者，帶狀配線LS之俯視形狀為大致長方形。又，俯視 時’局部孔LV與TMR元件101並列地配置於帶狀配線^之 136402.doc • 28· 200937416 長度方向上（參照圖22)。 因此’能夠縮小在數位線方向上鄰接之單元間之距離， 從而可高效地配置帶狀配線LS。 又’如圖24所示，亦可使面向TMR元件101之上述另一 方之輪廓部（圓弧）851之帶狀配線LS之拐角部〇21、c22， 沿該另一方之輪廓部851之形狀而形成。 因帶狀配線LS具有上述拐角部C21、c22，故與上述拐角 部c21、c22為垂直角之構成（例如圖22之構成）相比，能夠 進一步減少帶狀配線LS之佔有面積。因此，能夠進一步抑 制磁記錄裝置（記憶胞）之尺寸之增加。再者，通常之藉由 光微影步驟以及蝕刻步驟所形成之帶狀配線LS之形狀，一 般而言拐角部具有變圓之傾向，難以形成直角之拐角部。 因此’藉由通常之光微影步驟以及蝕刻步驟，能夠容易地 製作具有上述拐角部c21、c22之帶狀配線LS。 再者，較為理想的是’如圖25所示，面向帶狀配線LS之 端緣部Sc之、TMR元件101之上述另一方之輪廓部851與該 端緣部Sc之間之距離至少為〇, 1 一爪以上。其原因在於，即 便在對帶狀配線LS進行蝕刻處理時產生蝕刻偏移，亦能夠 防止蝕刻削去TMR元件101。 又’上述另一方輪廓部851與上述端緣部sc之間所存在 的帶狀配線區域A21(斜線區域）之寬度只要為〇.1 μηι以上 即可，可根據情況而略有増減。然而，更理想的是，如圖 25所示’上述另一方輪廓部851與上述端緣部以之間所存 在的帶狀配線區域Α21(斜線區域）之寬度在任何情形時均 136402.doc •29· 200937416 為固定。 藉由採用該帶狀配線區域A21之寬度為固定之構成，該 寬度僅從上述蝕刻削去之觀點而決定，該區域A21内不存 在多餘之區域。亦即，藉由採用該寬度為固定之構成，可 防止產生上述蝕刻削去’且可進一步減小帶狀配線LS之佔 有面積。 <實施形態4> 上述各實施形態中’係對ITr-lTMR單元構成進行了說 明。本實施形態中’對lTr-4TMR單元構成中之、形成於 帶狀配線LS上之、局部孔LV與各TMR元件（記錄層13)之配 置關係進行說明。此處，所謂lTr_4TMR(lTr-lTMR)，係 指各記憶胞由一個元件選擇用電晶體和四個TMR元件（或 者一個TMR元件）構成。 上述lTr-4TMR單元之電路圖如圖26所示。又，圖27表 示lTr-4TMR單元之構成之概略剖面圖。 如圖26所示，lTr-4TMR單元包括元件選擇用電晶體 106、及並聯連接之複數個TMR元件101之串聯連接。更詳 細而言，各TMR元件1〇1配置於數位線DL與位元線肌之交 叉部上。 又，如圖27所示’ m-4TMR單元中，半導體基板10之 上表面内形成有元件選擇用電晶體106。半導體基板1〇上 形成有層間絕緣膜130。又，該層間絕緣膜13〇内形成有字 元線WL、接觸孔201、202、源極線SL、焊點電極PD、四 個數位線DL、局部孔LV、帶狀配線LS、四個TMR元件 136402.doc •30- 200937416 101、四個頂端孔TV、以及位元線31^等。又，半導體基板 ίο之表面内形成有源極/汲極雜質擴散層1〇6a、1〇61^ 字元線WL作為元件選擇用電晶體1〇6之閘極電極而發揮 功能。此處，圖27中雖然省略，但包括閘極電極之閘極構 造係由閘極絕緣膜與閘極電極層依該順序層積而成之層積 構造。又，閘極構造之兩側面形成有側壁膜。元件選擇用 電晶體106之汲極i〇6a經由接觸插塞2〇1、焊點電極pD、局

孔LV以及帶狀配線（亦稱作局部帶）LS，而與四個TMR 〇 元件101連接。元件選擇用電晶體106之源極l〇6b經由接觸 插塞202而連接於源極線SL。 再者’亦可採用不具有焊點電極PD之疊孔構造，即局 部孔LV。 進而’帶狀配線LS與半導體基板1 〇之間，經由層間絕緣 膜130而絕緣，且配設有四個數位線dl。又，各TMR元件 101與位元線BL經由頂端孔（接觸孔）TV而電性連接。再 _ 者’如圖27所示，帶狀配線LS之下表面側連接有局部孔 LV之上部。亦即’藉由局部孔（接觸孔）Lv，將帶狀配線 LS與比上述帶狀配線LS位於更下層之部分（例如，汲極 106a)電性連接。另一方面，帶狀配線LSi上表面側連接 有TMR元件1〇1之下表面。 再者，亦如圖27所示，俯視時，各TMR元件101分別配 置於各數位線DL與位元線BL之交叉區域中。 能夠藉由圖26、圖27所示之lTr-4TMR單元，記憶4位元 (bit)之資料。再者，1Tr_1TMR單元中記憶1位元之資料。 136402.doc 200937416 再者，關於1TR-4TMR單元構造，於例如日本專利特開 2006-294179號公報中有揭示。 圖28係圖27所示之帶狀配線LS之平面圖。 圖28中表示形成於帶狀配線LS上之四個TMR元件1〇1與 一個局部孔LV之配置關係。 此處，圖28所示之TMR元件101整體（或者，至少記錄層 13)具有實施形態1中所說明之非對稱形狀（圖4)(後述之圖 29、圖30亦同樣）。再者，以下之對圖28〜30之說明中，視 為TMR元件1〇1整體具有圖4所示之非對稱形狀❶再者該 TMR元件1 〇 1之非對稱形狀在實施形態1已詳細說明。因 此，本實施形態中，省略對該TMR元件101之形狀之說 明。 如圖28所示，本實施形態中，於帶狀配線LS之上表面形 成四個TMR元件101。又，以連接於帶狀配線[8之下表面 之局部孔LV為中心，分別於左右各配置有兩個丁1^尺元件 ❹ 1〇1。亦即，如圖28所示，於局部孔LV之圖式左側（可理解 為第一側），並列地配置有兩個（可理解為第一數量）TMR元 件101。再者，於局部孔LV之圖式右側（可理解為第二 側），並列地配置有兩個（可理解為第二數量）TMR元件 101。此處，鄰接之TMR元件101之間設著特定之間隔。 進而，如實施形態4參照圖5所作之說明，所有TMR元 件101按以下之方向而配置。亦即，整個元件101，如 圖28所示，俯視時，具有凹陷之輪廓之-方之輪廓部(圓 弧)sl面向局部孔LV形成側。換言之，具有凸出之輪腐之 136402.doc -32- 200937416 另一方之輪廟部（圓弧）s2不面向局部孔LV形成側β 又，各TMR元件101中，重心（面積中心）位於對稱軸l 上’且比圓弧s2更靠近圓弧s 1。此處，所謂面積中心，係 指當特定之平面上之重量平均分布時、該特定之平面之重 量中心。因此’圖28之構成中，整個TMR元件中，靠近 TMR元件1 01之面積中心一側之、該TMR元件1 〇 1之輪廓部 (圓弧）sl面向局部孔LV形成側。 帶狀配線LS之俯視形狀為大致長方形。又，如上所述， 俯視時，局部孔LV與TMR元件1 〇 1並列地配置於帶狀配線 LS之長度方向上。 再者，形成於帶狀配線LS上之、局部孔LV與鄰接於該 局部孔LV之TMR元件1〇1，以俯視時彼此離開特定之距離 La而配置。又’鄰接之TMR元件101之間，離開與上述距 離La不同之距離Lb而配置。又，圖28所示之構成中，各 TMR元件1〇1所具有之各對稱袖l位於同一輛上。又，局部 孔LV配置於該對稱軸L之延長線上。 本實施形態中，如上所述’以使圓弧s 1側面向局部孔LV 之方式’於帶狀配線LS上配置有具有圖4所示之非對稱形 狀之整個TMR元件1〇1(參照圖28)。換言之，使整個TMR 元件101中，靠近TMR元件101之重心（面積中心）一側之、 該TMR元件101之輪廓部（圓弧）sl面向局部孔lv形成侧（參 照圖28)。 因此’圖28所示之本實施形態之配置，與後述之第一例 之配置以及第二例之配置相比，更能夠縮小帶狀配線[8之 136402.doc -33· 200937416 佔有面積。 此處’所謂第—例之配置’係指如圖29所示，以使圓弧 S2侧面向局部孔LV之方式，於帶狀配線LS上配置有具有圖 4所示之非對稱形狀之整個遞元件1〇1之情況。又，所謂 第一例之配置，係指對於靠近局部孔LV-側之TMR元件 ’使imS2側面向局部孔LV，而對於遠離局部孔lv — ’J之MR元件1〇!，使nj弧sl面向局部孔之情況（參照圖 3〇)再者，第一例之配置以及第二例之配置中，局部孔 LV與鄰接於該局部孔Lv之TMR元件ι〇ι之間之間隔均為距 離La，相鄰接之TMR元件1〇1之間之間隔均為距離Lb。上 述La、Lb與圖28所示之情況相同。又，第一例之配置與第 二例之配置中，各TMR元件1〇1以及局部孔乙¥均配置於 TMR元件1〇1之對稱軸l上。 第一例之配置中，遠離局部孔LV —側之TMR元件1 〇 1所 具有之圓弧s3、S4與帶狀配線LS之間的間隔，亦如實施形 ◎ 態1中上述’必須留有充分之蝕刻裕度。因此，上述第一 例之配置’與圖28所示之配置相比，帶狀配線ls之佔有面 積更大。 又’第二例之配置中，各個鄰接之TMR元件1〇1中，各 個圓弧s3、圓弧S4彼此面對面。又，必須如圖28所示，將 該圓弧s3之間之間隔以及圓弧S4之間之間隔設為距離Lb。 如此，與圖28所示之配置相比，第二例之配置中，對稱轴 L上之鄰接之TMR元件101之間之距離更大。亦即，與圖28 所示之配置相比，第二例之配置中，帶狀配線LS之長度方 136402.doc 34- 200937416 向上之距離更長。因此，與圖28所示之配置相比，該第二 例之配置中，帶狀配線LS之佔有面積更大。 藉由上述說明可知，當於一個帶狀配線LS上形成複數個 TMR元件1〇丨時，圖28所示之配置最能夠縮小帶狀配線LS 之佔有面積。 再者，如上所述，帶狀配線LS上，於TMR元件1〇1與局 部孔LV之間留有充分之距離La。因此，能夠抑制因形成局 部孔LV而產生在帶狀配線LS上之凹部對TMR元件1〇1之影 響。因此’能夠抑制由於該凹部之影響而使TMR元件1〇1 之寫入特性不均。 又’帶狀配線L S之俯視形狀為大致長方形β然而，亦能 夠如實施形態1中之說明上述，使面向TMR元件101之上述 另一方之輪廓部（圓弧）S2之、帶狀配線LS之拐角部，沿該 另一方之輪廓部82之形狀而形成（參照圖14之符號cl、 c2) ° 又’較為理想的是，亦如實施形態1中之說明，面向帶 狀配線LS之端緣部之、TMR元件1〇1之上述另一方之輪廓 部s2與該端緣部之間之距離至少為〇」μηι以上（參照圖 15)。再者，更理想的是，上述另一方輪廓部心與上述端 緣部之間所存在的帶狀配線區域之寬度在任何情形時均為 固定（參照圖15之符號Α1)。 又，本實施形態中，於一個帶狀配線LS上配置有四個 TMRtc件101。然而’配置於一個帶狀配線^上之丁河尺元 件之數量只要為兩個以上即可。亦即，1Tr_nTMR單元構 136402.doc -35· 200937416 造可採用本實施形態之配置方法（n : 2以上之正數）。然 而’就該1 Tr-nTMR單元構造而言，所有之η個TMR元件 1 〇 1中，均使圓弧s 1側面向局部孔LV。 又’本實施形態中，俯視時，以局部孔LV為中心，將同 等數量之TMR元件101配設於該局部孔之兩側。然而，只 要以圓弧si側面向局部孔LV之方式，於帶狀配線LS上配置 所有TMR元件101即可，並不限於以上方式。例如，可於 局部孔LV之第一側並列配置有第一數量之tmr元件1〇1，

A 而在與第一側為相反侧之局部孔LV之第二侧並列配置有第 二數量之TMR元件1〇1(第一數量关第二數量）。 又，本實施形態中，已對將實施形態1中具有上述非對 稱形狀之複數個TMR元件1〇1(或者，記錄層13)配置於一 個帶狀配線LS上之情況進行了說明。然而，TMR元件101 之非對稱形狀’可為實施形態2中所述之形狀（圖16)或者為 實施形態3中所述之形狀（圖21)。 ❹ 再者’當複數個TMR元件101具有圖16所示之形狀時， 以直線部804侧面向局部孔LV之方式，於帶狀配線LS上配 置所有TMR元件1〇1(參照圖π)。另一方面，當複數個 TMR元件1〇1具有圖21所示之形狀時，以具有第一曲率之 圓弧850側面向局部孔LV之方式，於帶狀配線LS上配置所 有TMR元件1〇1(參照圖22)。此處，該等情形時，亦如圖 28所示，俯視時，TMR元件101配置於局部孔LV之兩側。 再者，如上所述，當複數個TMR元件101具有圖16所示 之形狀時’帶狀配線LS之拐角部之形狀可採用圖19所示之 136402.doc -36- 200937416 形狀。又，帶狀配線LS之端緣部之形狀亦可採用圖2〇所示 之構成。另一方面，當複數個TMR元件1〇1具有圖21所示 之形狀時，帶狀配線LS之拐角部之形狀可採用圖24所示之 形狀。又，帶狀配線LS之端緣部之形狀亦可採用圖25所示 之構成。 <實施形態5> 本實施形態中’對實施形態4中所示之1 Tr-4TMR單元構 成以外之lTr-4TMR單元構成進行說明。 本實施形態中，半導體裝置内，如圖31所示，配置有 TMR元件101以及元件選擇用電晶體1〇6。亦即，如圖“所 示，本實施形態中，複數個TMR元件1〇1，俯視時全部並 列地僅配置於局部孔LV之一侧Q此處，圖3 2係圖3 i中之帶 狀配線LS之平面圖。再者，1Tr_4TMR單元之電路圖與圖 26相同。又，圖31之剖面構成中，除了層間絕緣膜13〇内 等之元件選擇用電晶體106等之布局在圖式之左右方向上 有變動’其他均與圖27所示之剖面構成相同。再者，亦可 採用不具有焊點電極PD之疊孔構造，即局部孔lv。 以下，使用圖32之平面圖，對本實施形態之構造進行更 具體之說明。 圖32中，表示形成於帶狀配線LS上之、四個TMR元件 101與一個局部孔LV之配置關係。 此處，圖32所示之TMR元件1〇1整體（或者，至少記錄層 13)具有實施形態1中所述之非對稱形狀（圖4)。再者，以下 之對於圖32之說明中’視為TMR元件101整體具有圖4所示 136402.doc •37- 200937416 之非對稱形狀。再者，該TMR元件101之非對稱形狀在實 施形態1中已詳細說明。因此，本實施形態中，省略對該 TMR元件1〇1形狀之說明。 如圖32所示，本實施形態中，於帶狀配線LS之上表面形 成四個TMR元件1〇1。又，所有TMR元件101並列配置於連 接於帶狀配線LS之下表面之局部孔LV之一側（圖式左側）。 此處，相鄰接之TMR元件1 〇 1之間設著特定之間隔。因 此’局部孔LV之另一側（圖式右側）僅存在帶狀配線lS之短 © 邊。 又’如實施形態1中利用圖5所作之說明，所有TMR元件 101按以下方向而配置。亦即，所有TMR元件101，如圖32 所示，俯視時，具有凹陷之輪廓之一方之輪廓部（圓弧）sl 面向局部孔LV形成側。換言之，具有凸出之輪廓之另一方 之輪廊部（圓弧）s2不面向局部孔LV形成側。 又，各TMR元件101中，重心（面積中心）位於對稱軸l 上’且比圓弧s2更靠近圓弧s 1 »此處，所謂面積中心，係 指當特定之平面上之重量平均分布時、該特定之平面之重 量中心。因此，圖32之構成中之所有TMR元件中，靠近 TMR元件101之面積中心一側之、該TMR元件1〇1之輪廓部 (圓弧）sl面向局部孔LV形成側。 帶狀配線LS之俯視形狀為大致長方形。又，如上所述， 俯視時’局部孔LV與TMR元件1 〇 1並列地配置於帶狀配線 LS之長度方向上。 再者，形成於帶狀配線LS上之局部孔LV與鄰接於該局 136402.doc -38- 200937416 部孔LV之TMR元件101，以俯視時彼此離開特定之距離La 而配置。又，相鄰接之TMR元件101之間，離開與上述距 離La不同之距離Lb而配置。又，圖32所示之構成中，各 TMR元件101所具有之各對稱轴L位於同一軸上。又，局部 孔LV配置於該對稱轴L之延長線上。 本實施形態中，如上所述，以使圓s 1側面向局部孔lv 之方式’於帶狀配線LS上配置具有圖4所示之非對稱形狀 之所有TMR元件101(參照圖32)。換言之，所有TMR元件 〇 101中，靠近TMR元件101之重心（面積中心）一側之、該 TMR元件101之輪廓部（圓弧）sl均面向局部孔LV形成側（參 照圖32)。 因此’如利用圖29、圖30所作之說明，能夠縮小帶狀配 線LS之佔有面積。亦即，與以使另一方之輪廓部s2面向局 部孔LV形成側之方式於帶狀配線LS上配置任一個丁厘尺元 件101之情況相比，圖32所示之配置更能夠縮小帶狀配線 LS之佔有面積。 再者’如上所述，帶狀配線LS上，TMR元件ι〇1與局部 孔LV之間留有充分之距離La。因此，能夠抑制因形成局部 孔LV而產生在帶狀配線LS上之凹部對TMR元件1〇1之影 響。因此，能夠抑制由於該凹部之影響而使丁厘尺元件1〇1 之寫入特性不均。 又，本實施形態中，局部孔LV之另一側（圖32之左側）並 未形成TMR元件101。因此，亦無須於該另一側設置充分 之距離La以抑制TMR元件1〇1之寫入特性之劣化。因此， 136402.doc -39- 200937416 與實施形態4相比，本實施形態更能夠縮小帶狀配線“之 佔有面積。 又’帶狀配線LS之俯視形狀為大致長方形。然而，亦可 如實施形態1所述’使面向TMR元件101之上述另一方之輪 廓部（圓弧）s2之、帶狀配線LS之拐角部，沿該另一方之輪 廓部s2之形狀而形成（參照圖14之符號cl、e2)。 再者’較為理想的是’亦如實施形態1所述，面向帶狀 配線LS之端緣部之、TMR元件1〇1之上述另一方之輪廓部 s2與該端緣部之間之距離至少為〇· 1 以上（參照圖15)。 再者’更理想的是’上述另一方輪廓部S2與上述端緣部之 間所存在的帶狀配線區域之寬度在任何情形時均為固定 (參照圖15之符號A1)。 又，本實施形態中，於一個帶狀配線LS上配置有四個 TMR元件101。然而’配置於一個帶狀配線LS上之TMR元 件之數量只要為2以上即可。亦即，iTr-nTMR單元構造中 可採用本實施形態之配置方法（η : 2以上之正數）。然而， 就該ITr-nTMR單元構造而言，所有η個TMR元件1〇1中， 圓弧s 1側均面向局部孔lv。 又’本實施形態中，對於將實施形態1所說明之具有非 對稱形狀之複數個TMR元件101(或者記錄層13)配置於一 個帶狀配線LS上的情況進行了說明。然而，TMR元件1〇1 之非對稱形狀’亦可為實施形態2中所述之形狀（圖16)或者 實施形態3中所述之形狀（圖21)。 再者’當複數個TMR元件101具有圖16所示之形狀時， 136402.doc •40- 200937416 以使直線部804側面向局部孔LV之方式，於帶狀配線ls上 配置所有TMR元件101(參照圖17)。另一方面，當複數個 TMR元件1〇1具有圖21所示之形狀時，以使具有第一曲率 之圓弧850側面向局部孔LV之方式，於帶狀配線Ls上配置 所有TMR元件101 (參照圖22)。此處，於該等情形時，如 圖32所示’俯視時，TMR元件1〇1僅配置於局部孔[ν之一 側。 再者’如上所述，當複數個TMR元件101具有圖16所示 之形狀時，帶狀配線LS之拐角部之形狀可採用圖丨9所示之 形狀。又，帶狀配線LS之端緣部之形狀可採用圖2〇中所示 之構成。另一方面，當複數個TMR元件101具有圖21所示 之形狀時’帶狀配線LS之拐角部之形狀可採用圖24所示之 形狀。又’帶狀配線LS之端緣部之形狀可採用圖25中所示 之構成。 又’所有TMR元件1〇1中，只要圓弧sl側面向局部孔 LV，當然亦可採用圖33中所示之配置。亦即，可將所有

TMR元件101僅配置於局部孔LV之一側，亦可將所有TMR 元件101僅配置於與該一方側完全相反之局部孔Lv之另一 側。 上述各實施形態中所說明之MRAM，可適用於例如非揮 發隹δ己憶體混載MCU(Memory Control Unit，記憶體控制 單元）產品以及混载之S〇c(System On a Chip，系統單晶 片）製品等中。 【圖式簡單說明】 136402.doc 200937416 圖1係表示具有磁記錄元件之磁記錄裝置之構成的電路 圖。 圖2係表示一個記憶胞之構成的概略剖面圖。 圖3(a)、圖3(b)係表示TMR元件之詳細構造的剖面圖。 圖4係表示實施形態丨中之記錄層或者TMR元件之非對稱 形狀的平面圖。 圖5係表示實施形態1中之局部孔與tmr元件之配置關係 的平面圖。 圖6係用以說明帶狀配線上形成凹部的步驟剖面圖。 圖7係用以說明帶狀配線上形成凹部的步驟剖面圖。 圖8係用以說明帶狀配線上形成凹部的步驟剖面圖。 圖9係用以說明帶狀配線上形成凹部的步驟剖面圖。 * 圖1 〇係用以說明帶狀配線上形成凹部的步驟剖面圖。 圖11係用以說明帶狀配線上形成凹部的步驟剖面圖。 圖12係用以說明實施形態1之構成之效果的平面圖。 圖13係表示於對稱轴之延長線上未形成有局部孔之構成 的平面圖。 圖14係用以說明面向另一方之輪廓部之帶狀配線之拐角 部之形狀的平面圖。 圖15係用以說明TMR元件與面向該TMR元件之帶狀配線 之短緣部之關係的平面圖。 圖16係表示實施形態2中之記錄層或者TMR元件之非對 稱形狀的平面圖。 圖17係表示實施形態2中之局部孔與TMR元件之配置關 136402.doc •42- 200937416 係的平面圖。 圖18係用以說明實施形態2之構成之效果的平面圖。 圖19係用以說明面向另一方之輪廓部之帶狀配線之拐角 部之形狀的平面圖。 圖20係用以說明tmR元件與面向該TMR元件之帶狀配線 之短緣部之關係的平面圖。 圖21係表示實施形態3中之記錄層或者tmR元件之非對 稱形狀的平面圖。 ^ 圖22係表示實施形態3中之局部孔與TMR元件之配置關 係的平面圖。 圖23係用以說明實施形態3之構成之效果的平面圖。 圖24係用以說明面向另一方之輪廓部之帶狀配線之拐角 部之形狀的平面圖。 圖25係用以說明TMR元件與面向該TMR元件之帶狀配線 之短緣部之關係的平面圖。 圖26係表示iTr-4TMR單元之構成的電路圖。 圖27係表示iTr-4TMR單元之構成的概略剖面圖。 圖28係表示實施形態4中之局部孔與TMR元件之配置關 係的平面圖。 圖29係用以說明實施形態4之構成之效果的平面圖。 圖30係用以說明實施形態4之構成之效果的平面圖。 圖3 1係表示iTr-4TMR單元之構成的概略剖面圖。 圖32係表示實施形態5中之局部孔與TMR元件之配置關 係的平面圖。 136402.doc -43· 200937416

圖33係表示實施形態5中之月A 义句邻孔與TMR元件之其他配 置關係的平面圖。 【主要元件符號說明】 ❹

13 記錄層 101 TMR元件 106 几件選擇用電晶體 801 、 850 、 851 (凸出之）圓弧 804 直線部 si —方之輪廓部 s2 另一方之輪廓部 cl 、 c2、 ell 、 cl2、 拐角部 c21 ' c22 Sc 端緣部 A1、All、A21 區域 L 對稱軸 S 易磁化轴（方向） Da 凹部 BL 位元線 TV 頂端孔 LS 帶狀配線 LV 局部孔 DL 數字配線 WL 字元線（閘極電極） MC 記憶胞 136402.doc -44 -

Claims (1)

1. 200937416 十、申請專利範圍： ❹ 1. -種磁記錄裝置，其特徵在於包括：帶狀配線,·接觸 孔，其係電性連接上述帶狀配線與位於比上述帶狀配線 更下層之部分；及磁記錄元件，其係俯視時與上述接觸 孔之形成位置隔離而配置，且形成於上述帶狀配線上； f述磁記錄元件具有：固定層，其係固定磁化方向；及 立己錄層其係形成於上述固定層上，且磁化方向隨著外 π磁场而變化’·上述記錄層之俯視形狀對於上述記錄層 之易磁化軸方向為非對稱，對於與上心磁化軸垂直之 對稱轴為對稱；靠近上述記錄層之面積中心-側之上述 記錄層的輪廓部面向上述接觸孔側。 2. -種磁記錄裝置，其特徵在於包括：帶狀配線；接觸 其係電性連接上述帶狀配線與位於比上述帶狀配線 更下層之部分；及磁記錄元件，其係俯視時與上述接觸 孔之形成位置隔離而配置，且形成於上述帶狀配線上； ❹ 』上述磁記錄元件具有：固定層，其係固定磁化方向；及 a錄^其係形成於上述固定層上，且磁化方向隨著外 磁場而變化；上述記錄層之俯視形狀對於上述記錄層 之易磁化轴方向為非對稱，對於與上述易磁化轴垂直之 ί稱軸為對稱；上述記錄層之與上述易磁化軸相對之一 方輪廓部具 有凹陷之輪廓，上述記錄層之與上述易磁化 轴相對之另—t t Μ D 方輪廓邛具有凸出之輪廓，上述一方之輪 廓部面向上述接觸孔側。 3. 一種磁記錄裝置’其待徵在於包括：帶狀配線；接觸 136402.doc 200937416 ^ ’其係電性連接上述帶狀配線與位於比上述帶狀配線 下層之部分；及磁記錄元件，其係俯視時與上述接觸 孔之形成位置隔離而配置，且形成於上述帶狀配線上； f述磁記錄元件具有：固定層，其制定磁化方向；及 §己錄層，其係形成於上述固定層上，且磁化方向隨著外 部磁場而變化；上述記錄層之俯視形狀對於上述記錄層 之易磁化轴方向為非對稱，對於與上述易磁化轴垂直之 ❹ 4. ❹ 對稱轴為對稱，上述記錄層之與上述易磁化抽相對之一 方輪廓部為直線形狀’上述記錄層之與上述易磁化轴相 對之另—方輪廓部具有凸出之輪廓，上述—方之輪廟部 面向上述接觸孔側。 種磁°己錄裝置’其特徵在於包括：帶狀配線；接觸 孔其係電性連接上述帶狀配線與位⑥比上述帶狀配線 更下層之部分；磁記錄元件’其係俯視時與上述接觸孔 之形成位置隔離而配置，且形成於上述帶狀配線上；上 述磁記錄元件具有：固定層，其係固定磁化方向；及記 錄層’其係形成於上述固定層上，且磁化方向隨著外部 磁場而變化’上述記錄層之俯視形狀對於上述記錄層之 易磁化軸方向為非對稱，對於與上述易磁化軸垂直之對 稱軸為對稱’上述記錄層之與上述易磁化軸相對之一方 輪廓部具有凸出之輪庵，上述輪廓具有第一曲率，上述 記錄層之與上述易磁化軸相對之另—方輪廊部具有凸出 之輪廓’上述輪廓具有大於第一曲率之第二曲率；上述 一方之輪廓部面向上述接觸孔側。 J36402.doc 200937416 5. 如請求項1至4中任一項之磁記錄裝置，其中 上述帶狀配線之俯視形狀為大致長方形，俯視時，上 述帶狀配線之長度方向並列配置有上述接觸孔與上述磁 記錄元件。 6. 如請求項2之磁記錄裝置，其中 上述接觸孔於俯視時配置於上述對稱軸之延長線上。 7. 如請求項5之磁記錄裝置，其中 面向上述另一方輪廓部之上述帶狀配線之拐角部具有 沿著上述另一方輪廓部之形狀的形狀。 8. 如請求項7之磁記錄裝置，其中 面向上述帶狀配線端緣部之上述另一方輪廓部與上述 帶狀配線之上述端緣部間的距離為〇· 1 y m以上。 9. 如請求項8之磁記錄裝置，其中 面向上述帶狀配線之上述端緣部之上述另—方輪廓部 與上述帶狀配線之上述端緣部之間所存在的上述帶狀配 線區域之寬度為固定。 1〇_如請求項5之磁記錄裝置，其中 上述磁記錄元件為複數個，至少一個以上之第一數量 2上述磁記錄元件係設置鄰接之上述磁記錄元件彼此特 定之間隔而並列地配置於上述接觸孔之第一側，至少一 個以上之第二數量之上述磁記錄元件係設置鄰接之上述 磁記錄元件彼此特定之間隔而並列地配置於與上述第一 側相反侧之上述接觸孔的第二側。 11·如請求項5之磁記錄裝置，其中 136402.doc 200937416 上述磁記錄元件為複數個，所有上述磁記錄元件係設 置鄰接之上述磁記錄元件彼此特定之間隔而並列地配置 於上述接觸孔之一方側。

   ❹ 136402.doc