WO2015060144A1 - メモリセル構造、メモリ製造方法、メモリ装置 - Google Patents
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Abstract
本開示は、MTJに接続する引き出しの配線抵抗を小さくし、メモリセルの面積を小さくするとともに、熱によるMTJの性能劣化を回避するMRAMのメモリセル構造を提供することができるようにするメモリセル構造、メモリ製造方法、メモリ装置に関する。 メモリセルは、シリコン基板を溝状に加工して形成された凹部の底部に形成された第1の拡散層と、凹部の対向する2つの側壁部のそれぞれの上端部に形成された第2の拡散層とが用いられ、2つの側壁部において第1の拡散層と第2の拡散層の間となる部分にチャネルが形成されるトランジスタと、第1の拡散層の下方に配置されたメモリ素子とを備えている。そして第1の拡散層は、シリコン基板を薄膜化した後に形成されたコンタクトを介してメモリ素子と電気的に接続されている。
Description
本開示は、メモリセルの構造、該メモリセル構造を有するメモリの製造方法及びメモリ装置に関する。
モバイル端末から大容量サーバに至るまで、各種情報機器の飛躍的な発展に伴い、これを構成するメモリやロジックなどの素子においても高集積化、高速化、低消費電力化など、さらなる高性能化が追求されている。特に半導体不揮発性メモリの進歩は著しく、大容量ファイルメモリとしてのフラッシュメモリは、ハードディスクドライブを駆逐する勢いで普及が進んでいる。一方、コードストレージ用さらにはワーキングメモリへの展開を睨み、現在一般に用いられているNORフラッシュメモリ、DRAMなどを置き換えるべくFeRAM(Ferroelectric Random Access Memory)、MRAM(Magnetic Random Access Memory)、PCRAM(Phase-Change Random Access Memory)などの開発が進められている。これらのうち一部はすでに実用化されている。
なかでもMRAMは、磁性体の磁化方向によりデータ記憶を行うために高速かつほぼ無限(1015回以上)の書換えが可能であり、すでに産業オートメーションや航空機などの分野で使用されている。MRAMはその高速動作と信頼性から、今後コードストレージやワーキングメモリへの展開が期待されている。
近年は水平磁化型の磁気記憶に対し、メモリセルの面積縮小に適した垂直磁化型が提案されている。データアクセス(書き込み・読み出し)の応答性と不揮発性RAMである事から、DRAMとの置き換え需要が考えられているが、DRAMに匹敵するメモリセルサイズの縮小化、すなわち、ビット単価の低減が必須である。
MRAMは、半導体メモリとしての構造がDRAMと似ており、DRAMにおけるキャパシタ部分をMTJ(Magnetic Tunnel Junction、磁気トンネル接合)素子に置き換えたような形をしている。
近年は水平磁化型の磁気記憶に対し、メモリセルの面積縮小に適した垂直磁化型が提案されている。データアクセス(書き込み・読み出し)の応答性と不揮発性RAMである事から、DRAMとの置き換え需要が考えられているが、DRAMに匹敵するメモリセルサイズの縮小化、すなわち、ビット単価の低減が必須である。
MRAMは、半導体メモリとしての構造がDRAMと似ており、DRAMにおけるキャパシタ部分をMTJ(Magnetic Tunnel Junction、磁気トンネル接合)素子に置き換えたような形をしている。
すでに量産されているMRAMの構造は、基板上に下から順に各MTJを選択するためのトランジスタ、ビット線、ワード線、MTJおよびデータ線が積み重なっている。すなわち、MTJは素子のほぼ最上層に配置されており、ワード線やビット線は半導体製造の後半の工程(Back End Of Line)である素子間の積層配線においてメモリ接続配線として形成される。メモリ接続配線の後、その接続配線の上にメモリ素子となるMTJを積層した後、データ線を形成する構造となっている。
つまり、アクセストランジスタ(電界効果トランジスタ)からMTJまではメタル配線の最上層付近にまで引き出して結線する構造が主流となっている。この場合、ビット線及びワード線がMTJまで引き出されているので、ビット線及びワード線の抵抗が大きくなりMTJの記憶内容を書き換えるための電流を大きくできず、電流制御上問題となる。この問題を解決するための一つの方法として、アクセストランジスタを垂直型にする試みがなされている(特許文献1参照)。
つまり、アクセストランジスタ(電界効果トランジスタ)からMTJまではメタル配線の最上層付近にまで引き出して結線する構造が主流となっている。この場合、ビット線及びワード線がMTJまで引き出されているので、ビット線及びワード線の抵抗が大きくなりMTJの記憶内容を書き換えるための電流を大きくできず、電流制御上問題となる。この問題を解決するための一つの方法として、アクセストランジスタを垂直型にする試みがなされている(特許文献1参照)。
ところで、MRAMにおける半導体構造においては、上記のビット線及びワード線の配線抵抗の大きさをできるだけ小さくすることが求められる。また、MRAMにおいては、DRAMには存在しないデータ線が存在する。このため、データ線をメモリ素子に配線してもメモリ素子の面積ができるだけ増加しないようにする必要がある。さらに、MTJの耐熱性が問題となる。すなわちワード線等の配線における熱処理により、MTJの性能劣化が生じる可能性があり、これを回避する必要がある。
そこで本開示では、メモリ素子であるMTJに接続する引き出しの配線抵抗を小さくし、メモリ素子に流す電流を大きくし、メモリセルの面積を小さくするとともに、熱によるMTJの性能劣化を回避するMRAMのメモリセル構造を提供することを目的とする。
第1に、本開示に係るメモリセル構造は、シリコン基板を溝状に加工して形成された凹部の底部に形成された第1の拡散層と、前記凹部の対向する2つの側壁部のそれぞれの上端部に形成された第2の拡散層とが用いられ、前記2つの側壁部において前記第1の拡散層と前記第2の拡散層の間となる部分にチャネルが形成されるトランジスタと、前記第1の拡散層の下方に配置されたメモリ素子とを備え、前記第1の拡散層は、前記シリコン基板を薄膜化した後に形成されたコンタクトを介して前記メモリ素子と電気的に接続されているものである。
このように、凹部の対向する2つの側壁をチャネルにしているので、チャネル幅を通常のトランジスタと比較して2倍以上確保することができる。さらに前記第1の拡散層の下方にメモリ素子は配置されているので、メモリ素子の形成はメタル配線の形成後にすることができる。
このように、凹部の対向する2つの側壁をチャネルにしているので、チャネル幅を通常のトランジスタと比較して2倍以上確保することができる。さらに前記第1の拡散層の下方にメモリ素子は配置されているので、メモリ素子の形成はメタル配線の形成後にすることができる。
第2に、上記した本開示に係るメモリセル構造においては、前記第1の拡散層は、メモリセル毎に絶縁膜と基板濃度プロファイルにより電気的に絶縁されていることが望ましい。
このように、絶縁膜と基板濃度プロファイルにより電気的に絶縁されているので動作不良が生じることはない。
このように、絶縁膜と基板濃度プロファイルにより電気的に絶縁されているので動作不良が生じることはない。
第3に、上記した本開示に係るメモリセル構造においては、前記コンタクトは前記シリコン基板と絶縁された構造になっていることが望ましい。
このように、前記コンタクトは前記シリコン基板と絶縁された構造となっているので動作不良が生じることはない。
このように、前記コンタクトは前記シリコン基板と絶縁された構造となっているので動作不良が生じることはない。
第4に、上記した本開示に係るメモリセル構造においては、前記シリコン基板をSOI(silicon on insulator)基板とする事もできる。
このように、前記シリコン基板はSOI基板となっているのでシリコン基板の所定の位置でRIE(Reactive Ion Etching、反応性イオンエッチング)を精度良く止めることができ、加工プロセスをより確実で安定なものにする事ができる。
第5に、上記した本開示に係るメモリセル構造においては、前記メモリ素子はMTJ(Magnetic Tunnel Junction)素子であることが望ましい。これによりMTJ素子を利用するMRAMにおいて好適なメモリセル構造を実現する。
このように、前記シリコン基板はSOI基板となっているのでシリコン基板の所定の位置でRIE(Reactive Ion Etching、反応性イオンエッチング)を精度良く止めることができ、加工プロセスをより確実で安定なものにする事ができる。
第5に、上記した本開示に係るメモリセル構造においては、前記メモリ素子はMTJ(Magnetic Tunnel Junction)素子であることが望ましい。これによりMTJ素子を利用するMRAMにおいて好適なメモリセル構造を実現する。
本開示に係るメモリ製造方法は、第1に、シリコン基板を溝状に加工して形成された凹部の底部に形成された第1の拡散層と、前記凹部の対向する2つの側壁部のそれぞれの上端部に形成された第2の拡散層とが用いられ、前記2つの側壁部において前記第1の拡散層と前記第2の拡散層の間となる部分にチャネルが形成されるトランジスタと、前記第1の拡散層の下方に配置されたメモリ素子と、を備え、前記第1の拡散層は、前記シリコン基板を薄膜化した後に形成されたコンタクトを介して前記メモリ素子と電気的に接続されているメモリセル構造のメモリ製造方法であって、前記シリコン基板の所定の深さにフィールド分離層を形成する工程と、前記フィールド分離層の間に溝状の前記凹部を形成する工程と、前記凹部の底部に第1の拡散層を形成する工程と、前記凹部の側壁部の上端部に第2の拡散層を形成する工程と、前記第2の拡散層の上部にメタル配線を形成する工程と、を少なくとも行って前記メモリセル構造の一部である中間積層体を形成するものである。
このように、前記第2の拡散層の上部にメタル配線を形成する工程を含むことから、トランジスタからメモリ素子までの接続を短くすることができる。
このように、前記第2の拡散層の上部にメタル配線を形成する工程を含むことから、トランジスタからメモリ素子までの接続を短くすることができる。
第2に、上記した本開示に係るメモリセル製造方法においては、前記中間積層体が形成されたシリコン基板に他のシリコン基板を支持基板として貼り合わせる工程と、前記シリコン基板を薄膜化する工程とを含む事が望ましい。
このように、シリコン基板を他のシリコン基板を支持基板として貼り合わせする工程を含むことから、シリコン基板を薄膜化及びそのシリコン基板の裏面でのコンタクトを容易に形成することができる。
このように、シリコン基板を他のシリコン基板を支持基板として貼り合わせする工程を含むことから、シリコン基板を薄膜化及びそのシリコン基板の裏面でのコンタクトを容易に形成することができる。
第3に、上記した本開示に係るメモリセル製造方法においては、前記薄膜化したシリコン基板に形成された前記第1の拡散層からのコンタクトを形成する工程を含むことが望ましい。
このように、第1の拡散層の底部から裏面側にコンタクトを形成することからトランジスタとメモリ素子の距離を短くすることができる。
第4に、上記した本開示に係るメモリセル製造方法においては、前記コンタクトにより前記第1の拡散層と電気的に接続されるメモリ素子を形成する工程を含むことが望ましい。これにより、メモリセルとしての必要な構造体を形成する。
このように、第1の拡散層の底部から裏面側にコンタクトを形成することからトランジスタとメモリ素子の距離を短くすることができる。
第4に、上記した本開示に係るメモリセル製造方法においては、前記コンタクトにより前記第1の拡散層と電気的に接続されるメモリ素子を形成する工程を含むことが望ましい。これにより、メモリセルとしての必要な構造体を形成する。
本開示に係るメモリ装置は、情報を磁性体の磁化状態により保持するメモリ素子を含むメモリセルと、互いに交差する2種類の配線及び他の種類の配線とを備える。そして上記メモリセルは、シリコン基板を溝状に加工して形成された凹部の底部に形成された第1の拡散層と、前記凹部の対向する2つの側壁部のそれぞれの上端部に形成された第2の拡散層とが用いられ、前記2つの側壁部において前記第1の拡散層と前記第2の拡散層の間となる部分にチャネルが形成されるトランジスタと、前記第1の拡散層の下方に配置されたメモリ素子とを備え、前記第1の拡散層は、前記シリコン基板を薄膜化した後に形成されたコンタクトを介して前記メモリ素子と電気的に接続されているメモリセル構造を有しており、前記2種類の配線の間で、前記トランジスタを介して前記メモリ素子に電流が与えられる。
この場合に、トランジスタは、凹部の対向する2つの側壁をチャネルにしているので、チャネル幅を通常のトランジスタと比較して2倍以上確保することができ、電流能力の高いメモリセルによるメモリ装置が形成できる。
この場合に、トランジスタは、凹部の対向する2つの側壁をチャネルにしているので、チャネル幅を通常のトランジスタと比較して2倍以上確保することができ、電流能力の高いメモリセルによるメモリ装置が形成できる。
本開示によれば、トランジスタからメモリ素子までの接続を短くすることができるので、接続抵抗を小さくすることができる。凹部の対向する2つの側壁をチャネルにしているので、トランジスタのチャネル幅が大きくなる。このことより、メモリ素子に流す電流を大きくすることができる。また、メモリセルの面積を減少することができる。
さらに、メタル配線の形成の後にメモリ素子を形成できることから、メタル配線の熱処理の影響を抑えることができる。
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
さらに、メタル配線の形成の後にメモリ素子を形成できることから、メタル配線の熱処理の影響を抑えることができる。
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
以下、本開示の実施の形態を次の順序で説明する。
<1.MRAMとDRAMの回路比較>
<2.メモリセル上部のレイアウトデザイン>
<3.実施の形態のメモリセル構造>
<4.実施の形態のメモリセルの製造方法>
<5.変形例>
<1.MRAMとDRAMの回路比較>
<2.メモリセル上部のレイアウトデザイン>
<3.実施の形態のメモリセル構造>
<4.実施の形態のメモリセルの製造方法>
<5.変形例>
<1.MRAMとDRAMの回路構成>
まずMRAMとDRAMの回路構成について、図1により説明する。
図1のAはMRAMのメモリセル1の回路構成を表すものである。図1のAに示すようにMRAMのメモリセル1は、MTJ素子3(Rm)、アクセストランジスタ5、ワード線2、ビット線6及びデータ線4で構成される。
MTJ素子3は、情報を記憶するためのメモリ素子としての機能を有するものである。一般的に、MTJ素子3は2つの強磁性とその間に絶縁層が挟まれた構造となっている。
2つの強磁性層のうち片方は磁化が固定され、他方は磁化が可変であり、その間に障壁となる薄い絶縁層がある。一方の磁性層の磁化の方向を固定し、他方を変化させることでその抵抗値の違いにより、情報を保持するものである。2つの磁性層の磁気の向きが違う時に抵抗が高く、同じ時に抵抗が低い。MTJ素子3に電流を流して、これを検出することにより、記憶内容(1又は0)を読み出すことができる。
アクセストランジスタ5は、各メモリセル1のMTJ素子3に電流を流すか否かのスイッチの役割を果たすものである。アクセストランジスタ5がオンとなることによりMTJ素子3に電流を流すことができる。すなわち、MTJ素子3にアクセスすることができる。アクセストランジスタ5がオフとなることにより、MTJ素子3に電流を流すことを止めることができる。すなわち、MTJ素子3に対するアクセスを解除できる。
まずMRAMとDRAMの回路構成について、図1により説明する。
図1のAはMRAMのメモリセル1の回路構成を表すものである。図1のAに示すようにMRAMのメモリセル1は、MTJ素子3(Rm)、アクセストランジスタ5、ワード線2、ビット線6及びデータ線4で構成される。
MTJ素子3は、情報を記憶するためのメモリ素子としての機能を有するものである。一般的に、MTJ素子3は2つの強磁性とその間に絶縁層が挟まれた構造となっている。
2つの強磁性層のうち片方は磁化が固定され、他方は磁化が可変であり、その間に障壁となる薄い絶縁層がある。一方の磁性層の磁化の方向を固定し、他方を変化させることでその抵抗値の違いにより、情報を保持するものである。2つの磁性層の磁気の向きが違う時に抵抗が高く、同じ時に抵抗が低い。MTJ素子3に電流を流して、これを検出することにより、記憶内容(1又は0)を読み出すことができる。
アクセストランジスタ5は、各メモリセル1のMTJ素子3に電流を流すか否かのスイッチの役割を果たすものである。アクセストランジスタ5がオンとなることによりMTJ素子3に電流を流すことができる。すなわち、MTJ素子3にアクセスすることができる。アクセストランジスタ5がオフとなることにより、MTJ素子3に電流を流すことを止めることができる。すなわち、MTJ素子3に対するアクセスを解除できる。
ワード線2は、アクセストランジスタ5のオン、オフを制御するものである。ワード線2はアクセストランジスタ5のゲート電極に接続されている。ワード線2に電圧をかけることにより、ゲート電極が一定の電圧になり、対応するアクセストランジスタ5をオンにすることができる。
ビット線6は、アクセストランジスタ5のソースに一定の電圧を供給するものである。
データ線4は、ビット線6と対に接続されるもので、これによりビット線6とデータ線4との間に電流経路を作ることができる。
アクセストランジスタ5がオンになれば、ビット線6とデータ線4との間に電流が流れることになり、MTJ素子3に一定の電流を流すことができる。これによりMTJ素子3の抵抗値を検出し記憶内容を読み出す事ができる。若しくはスピン電流を流すことにより情報を書き込むことができる。
ビット線6は、アクセストランジスタ5のソースに一定の電圧を供給するものである。
データ線4は、ビット線6と対に接続されるもので、これによりビット線6とデータ線4との間に電流経路を作ることができる。
アクセストランジスタ5がオンになれば、ビット線6とデータ線4との間に電流が流れることになり、MTJ素子3に一定の電流を流すことができる。これによりMTJ素子3の抵抗値を検出し記憶内容を読み出す事ができる。若しくはスピン電流を流すことにより情報を書き込むことができる。
これに対し、DRAMのメモリセル10の回路構成は図1のBに示すようにキャパシタ7、アクセストランジスタ5、ワード線2及びビット線6で構成される。
MRAMにおけるメモリセル1のMTJ素子3をキャパシタ7に置き換えた構成となっている。実際、キャパシタ7がメモリ素子に相当し、これに蓄えられる電荷の有無により情報が記憶される。
また、データ線4に相当する部分がプレートになっている。プレートは板状の電極であり、MRAMのように各メモリセル1にデータ線4として配線する必要はない。すなわち、メモリセルサイズの縮小化においては有利となる。
しかし、MRAMのメモリセル1の積層においてはデータ線4の配線層を必ず積層する必要があり、メモリサイズの縮小化において不都合である。
MRAMにおけるメモリセル1のMTJ素子3をキャパシタ7に置き換えた構成となっている。実際、キャパシタ7がメモリ素子に相当し、これに蓄えられる電荷の有無により情報が記憶される。
また、データ線4に相当する部分がプレートになっている。プレートは板状の電極であり、MRAMのように各メモリセル1にデータ線4として配線する必要はない。すなわち、メモリセルサイズの縮小化においては有利となる。
しかし、MRAMのメモリセル1の積層においてはデータ線4の配線層を必ず積層する必要があり、メモリサイズの縮小化において不都合である。
<2.メモリセル上部のレイアウト>
以下、実施の形態に係るMRAMのメモリセル1のレイアウトについて図2により説明する。図2は実施の形態に係るメモリセルアレイを上面から見た構造を模式的に示す図である。図2に示すように、複数のワード線2が縦方向に、複数のビット線6が横方向にそれぞれ互いに交差するように配線されている。メモリセル1は、ワード線2とビット線6とが交差した中心位置に設けられている。図に示すようにメモリセル1のフィーチャーサイズは2F×2F=4F2となっている。本実施の形態においては、アクセストランジスタ5のチャネル12は各ワード線2の両側の側壁に形成される。縦方向に走るワード線2の両側の側壁をチャネル12に利用することで実効的なチャネル幅を稼ぎ、電流能力を確保しやすくなっている。図では一辺Fのチャネルを両側に使う事で2F分のチャネル幅を稼いでいる。
メモリセル1のサイズを図に対して縦方向に伸長した場合には、実効チャネル幅を5F2のメモリセルサイズで3F、6F2のメモリサイズで4Fのチャネル幅を稼ぐことが可能となる。
以下、実施の形態に係るMRAMのメモリセル1のレイアウトについて図2により説明する。図2は実施の形態に係るメモリセルアレイを上面から見た構造を模式的に示す図である。図2に示すように、複数のワード線2が縦方向に、複数のビット線6が横方向にそれぞれ互いに交差するように配線されている。メモリセル1は、ワード線2とビット線6とが交差した中心位置に設けられている。図に示すようにメモリセル1のフィーチャーサイズは2F×2F=4F2となっている。本実施の形態においては、アクセストランジスタ5のチャネル12は各ワード線2の両側の側壁に形成される。縦方向に走るワード線2の両側の側壁をチャネル12に利用することで実効的なチャネル幅を稼ぎ、電流能力を確保しやすくなっている。図では一辺Fのチャネルを両側に使う事で2F分のチャネル幅を稼いでいる。
メモリセル1のサイズを図に対して縦方向に伸長した場合には、実効チャネル幅を5F2のメモリセルサイズで3F、6F2のメモリサイズで4Fのチャネル幅を稼ぐことが可能となる。
<3.実施の形態のメモリセル構造>
以下、実施の形態に係るメモリセル構造とその周辺回路部について図3により説明する。図3は実施の形態に係るメモリセルの層構造を示す図である。本実施の形態に係るメモリセル1は、MTJ素子3、アクセストランジスタ5、ワード線2、ビット線6及びデータ線4を備える。図3では、3個のメモリセル1が形成されている部分を示している。
シリコン基板14には溝状に凹部15が形成されている。凹部15にはゲート電極18が埋め込まれている。ゲート電極18はワード線2(図示せず)に接続されている。
アクセストランジスタ5は第1の拡散層16、第2の拡散層19、ゲート電極18およびチャネル12で構成される。第1の拡散層16はアクセストランジスタ5のドレインに相当する。また、第2の拡散層19はソースに相当する。
図示のようにアクセストランジスタ5は、シリコン基板14を溝状に加工して形成された凹部15の底部に形成された第1の拡散層16と、凹部15の対向する2つの側壁部のそれぞれの上端部に形成された第2の拡散層19とが用いられ、2つの側壁部において第1の拡散層16と第2の拡散層19の間となる部分にチャネル12が形成される構成となる。
このように第2の拡散層19はチャネル12の上方に形成され、アクセストランジスタ5は垂直方向にソース-ドレイン経路が形成されている。
第1の拡散層16の両側にはシリコン酸化膜等を素材としてフィールド分離層11が形成されている。これにより、第1の拡散層16はメモリセル1毎に絶縁される。
以下、実施の形態に係るメモリセル構造とその周辺回路部について図3により説明する。図3は実施の形態に係るメモリセルの層構造を示す図である。本実施の形態に係るメモリセル1は、MTJ素子3、アクセストランジスタ5、ワード線2、ビット線6及びデータ線4を備える。図3では、3個のメモリセル1が形成されている部分を示している。
シリコン基板14には溝状に凹部15が形成されている。凹部15にはゲート電極18が埋め込まれている。ゲート電極18はワード線2(図示せず)に接続されている。
アクセストランジスタ5は第1の拡散層16、第2の拡散層19、ゲート電極18およびチャネル12で構成される。第1の拡散層16はアクセストランジスタ5のドレインに相当する。また、第2の拡散層19はソースに相当する。
図示のようにアクセストランジスタ5は、シリコン基板14を溝状に加工して形成された凹部15の底部に形成された第1の拡散層16と、凹部15の対向する2つの側壁部のそれぞれの上端部に形成された第2の拡散層19とが用いられ、2つの側壁部において第1の拡散層16と第2の拡散層19の間となる部分にチャネル12が形成される構成となる。
このように第2の拡散層19はチャネル12の上方に形成され、アクセストランジスタ5は垂直方向にソース-ドレイン経路が形成されている。
第1の拡散層16の両側にはシリコン酸化膜等を素材としてフィールド分離層11が形成されている。これにより、第1の拡散層16はメモリセル1毎に絶縁される。
第1の拡散層16の下部には、シリコン基板14を薄膜化して裏面コンタクト27が形成されている。裏面コンタクト27は、銅プラグ、タングステンプラグ等で形成される。低抵抗で取り出せることが望ましい。裏面コンタクト27はアスペクト比が比較的低く、第1の拡散層16から直接引き出しているので、一般的なものと比較して1/4~1/5ぐらいの低抵抗にすることができる。
裏面コンタクト27の両側には保護絶縁膜29が形成されている。さらにシリコン基板14は基板濃度プロファイルが調整されている。これらも第1の拡散層16のメモリセル1毎の電気的な絶縁を得るためである。
裏面コンタクト27の下部にメモリ素子としてMTJ素子3が形成されている。MTJ素子3の両側には裏面絶縁層28が形成されている。MTJ素子3の下方にデータ線4が積層される。このデータ線4の積層はMTJ素子3の形成後に行われるが、低熱処理でのプロセスが可能なので、熱によるMTJ素子3の特性劣化を回避することができる。
データ線4はビット線6と平行に配置される。これにより、平面的に2つの線を一方の側にまとめることができるので、セル面積の増加を抑えることができる。
裏面コンタクト27の両側には保護絶縁膜29が形成されている。さらにシリコン基板14は基板濃度プロファイルが調整されている。これらも第1の拡散層16のメモリセル1毎の電気的な絶縁を得るためである。
裏面コンタクト27の下部にメモリ素子としてMTJ素子3が形成されている。MTJ素子3の両側には裏面絶縁層28が形成されている。MTJ素子3の下方にデータ線4が積層される。このデータ線4の積層はMTJ素子3の形成後に行われるが、低熱処理でのプロセスが可能なので、熱によるMTJ素子3の特性劣化を回避することができる。
データ線4はビット線6と平行に配置される。これにより、平面的に2つの線を一方の側にまとめることができるので、セル面積の増加を抑えることができる。
ここで、上記メモリセル構造の動作状態における電流の流れを図4により説明する。
図4は、左端のアクセストランジスタ5がオンでその他はOFFになっている状態を示している。既に説明したとおり、アクセストランジスタ5は第1の拡散層16、第2の拡散層19、ゲート電極18およびチャネル12で構成されている。アクセストランジスタ5をオンにするとは、ゲート電極18をオンにすること(一定の電圧をかけること)をいうので、対応するゲート電極18をオンと表示している。他のゲート電極はOFFと表示している。ゲート電極をオンにすることにより、チャネル12は導通状態となる。
したがって、この状態でビット線6から電源を供給すると第2の拡散層19(ソース)からチャネル12を通って第1拡散層(ドレイン)に電流が流れ、さらにMTJ素子3を経由してデータ線4へと電流が流れる。このとき電流は、凹部15の対向する側壁にある2つのチャネル12を経由して流れる。すなわち、メモリセル1の動作状態における電流の流れは、図に示すように経路xの電流の流れ、経路yの電流の流れとなる。
これにより、実効的にチャネル幅を稼ぎ、電流を多く流すことができるとともにMTJ素子3に対して記憶内容の読み出し、又は情報の書き込みが可能となる。
図4は、左端のアクセストランジスタ5がオンでその他はOFFになっている状態を示している。既に説明したとおり、アクセストランジスタ5は第1の拡散層16、第2の拡散層19、ゲート電極18およびチャネル12で構成されている。アクセストランジスタ5をオンにするとは、ゲート電極18をオンにすること(一定の電圧をかけること)をいうので、対応するゲート電極18をオンと表示している。他のゲート電極はOFFと表示している。ゲート電極をオンにすることにより、チャネル12は導通状態となる。
したがって、この状態でビット線6から電源を供給すると第2の拡散層19(ソース)からチャネル12を通って第1拡散層(ドレイン)に電流が流れ、さらにMTJ素子3を経由してデータ線4へと電流が流れる。このとき電流は、凹部15の対向する側壁にある2つのチャネル12を経由して流れる。すなわち、メモリセル1の動作状態における電流の流れは、図に示すように経路xの電流の流れ、経路yの電流の流れとなる。
これにより、実効的にチャネル幅を稼ぎ、電流を多く流すことができるとともにMTJ素子3に対して記憶内容の読み出し、又は情報の書き込みが可能となる。
周辺回路部は、一般的なメモリ装置と同様な構成となっている。図3に示すようにシリコン基板14に平行にソース22、ゲート電極20、ドレイン23で構成されるトランジスタが形成される。ソース22から接続配線25aが引き出されている。ドレイン23から接続配線25bが引き出されている。各トランジスタは素子分離領域13により電気的に分離されている。素子分離領域13の下部にはシリコン酸化膜等が埋め込まれたフィールド分離層11が形成されている。
<4.実施の形態のメモリセルの製造方法>
以下、実施の形態のメモリセルの製造方法について図5乃至図15、及び図3により説明する。
図5は実施の形態に係るメモリセルの各セルの分離領域を形成した状態の層構造を示す図である。
図5のAは、実施の形態に係るメモリセル1を上面から見た図である。ここでは図2の一部を抜粋したものであり、左右方向のビット線6となるべきところとワード線2となるべきところを表したものである。すでに述べた通りメモリセル1はワード線2とビット線6の交差した中心位置に形成される。
図5のBは、a-a間の断面図を表している。図5のBに示すように、まず最初に将来第1の拡散層16となるシリコン基板14の底部に、例えば200~400nmぐらいの深さの位置に各メモリセル1を電気分離するためにイオン注入によりフィールド分離層11を形成する。フィールド分離層11はシリコン酸化膜等で構成される。シリコン酸化膜を形成する場合、酸素をシリコン基板14中に高エネルギー、高濃度で注入した後、熱処理を行うことにより、シリコン基板14の深い所にシリコン酸化膜を形成できる。
図5のCの鳥瞰図に示すように将来ビット線6になる部分直下のシリコン基板14以外の場所に素子分離領域13を形成する。下部にフィールド分離層11を形成する。このフィールド分離層11はシリコン酸化膜等で構成される。
上記の手順により、周辺回路部の素子分離領域13も同時に形成できる。
以下、実施の形態のメモリセルの製造方法について図5乃至図15、及び図3により説明する。
図5は実施の形態に係るメモリセルの各セルの分離領域を形成した状態の層構造を示す図である。
図5のAは、実施の形態に係るメモリセル1を上面から見た図である。ここでは図2の一部を抜粋したものであり、左右方向のビット線6となるべきところとワード線2となるべきところを表したものである。すでに述べた通りメモリセル1はワード線2とビット線6の交差した中心位置に形成される。
図5のBは、a-a間の断面図を表している。図5のBに示すように、まず最初に将来第1の拡散層16となるシリコン基板14の底部に、例えば200~400nmぐらいの深さの位置に各メモリセル1を電気分離するためにイオン注入によりフィールド分離層11を形成する。フィールド分離層11はシリコン酸化膜等で構成される。シリコン酸化膜を形成する場合、酸素をシリコン基板14中に高エネルギー、高濃度で注入した後、熱処理を行うことにより、シリコン基板14の深い所にシリコン酸化膜を形成できる。
図5のCの鳥瞰図に示すように将来ビット線6になる部分直下のシリコン基板14以外の場所に素子分離領域13を形成する。下部にフィールド分離層11を形成する。このフィールド分離層11はシリコン酸化膜等で構成される。
上記の手順により、周辺回路部の素子分離領域13も同時に形成できる。
以降の製造過程の説明において、各図面のB図面はA図面のa-a断面を示すものである。すなわち、図6のB~図11のB、図14のB~図16のBは、図5の場合と同じく図6のA~図11のA、図14のA~図16のAのa-a断面を示している。
図6は、実施の形態に係るメモリセルの溝状の凹部15を形成した状態の層構造を示す図である。図5で述べた工程の後、凹部15の形成が行われる。
図6のBに示すように、ワード線2となる縦方向の配線ライン状にシリコン基板14とフィールド分離層11をRIE(Reactive Ion Etching、反応性イオンエッチング)で加工して溝状の凹部15を形成する。溝状の凹部のシリコン基板14の両側の側壁部の略中央が後の工程で形成されるアクセストランジスタ5のチャネル12となる。
図6のCの鳥瞰図に示すように凹部15と素子分離領域13は交差する関係となっている。
図6は、実施の形態に係るメモリセルの溝状の凹部15を形成した状態の層構造を示す図である。図5で述べた工程の後、凹部15の形成が行われる。
図6のBに示すように、ワード線2となる縦方向の配線ライン状にシリコン基板14とフィールド分離層11をRIE(Reactive Ion Etching、反応性イオンエッチング)で加工して溝状の凹部15を形成する。溝状の凹部のシリコン基板14の両側の側壁部の略中央が後の工程で形成されるアクセストランジスタ5のチャネル12となる。
図6のCの鳥瞰図に示すように凹部15と素子分離領域13は交差する関係となっている。
図7は、実施の形態に係るメモリセルの第1の拡散層を形成した状態の層構造を示す図である。
図7のBに示すように凹部15の底部にイオン注入により、第1の拡散層16が形成される。この部分がアクセスランジスタ5の一方の拡散層(ドレイン)になる部分に相当する。図5で予め形成しておいたフィールド分離層11によって、これらの拡散層は隣の拡散層と電気的に分離される。図の向かって手前から奥方向はフィールド分離層11と素子分離領域13によって電気的に分離(絶縁)されている。
図7のBに示すように凹部15の底部にイオン注入により、第1の拡散層16が形成される。この部分がアクセスランジスタ5の一方の拡散層(ドレイン)になる部分に相当する。図5で予め形成しておいたフィールド分離層11によって、これらの拡散層は隣の拡散層と電気的に分離される。図の向かって手前から奥方向はフィールド分離層11と素子分離領域13によって電気的に分離(絶縁)されている。
なお、図8に示すようにメモリセル1の凹部15の内側に側壁保護膜17を形成することも考えられる。凹部15の底部にイオン注入により第1の拡散層16を形成する際には、1E15/cm2以上の高濃度注入が必要になる。側壁保護膜17は、後にチャネル12となる側壁をこのイオン注入のコンタミネーションから守るために形成されるものである。
図8のBに示す側壁保護膜17は後の工程であるアクセストランジスタ5のゲート酸化前処理のウェット処理により除去可能である。側壁保護膜17の形成は本実施に係るメモリセルの製造において必ずしも必要な工程ではない。
図8のBに示す側壁保護膜17は後の工程であるアクセストランジスタ5のゲート酸化前処理のウェット処理により除去可能である。側壁保護膜17の形成は本実施に係るメモリセルの製造において必ずしも必要な工程ではない。
図9は、実施の形態に係るメモリセルにゲート電極を埋め込んだ状態の層構造を示す図である。図7で形成された状態に対しゲート電極18を埋め込む。図8の側壁保護膜17を形成したものを用いてもよい。
ゲート電極18の埋め込みをするために、まず凹部15の内壁にゲート絶縁膜を形成し、その後、溝状の凹部15にそってゲート電極18を埋め込む。この時ゲート電極18は両脇のシリコン基板14よりも低い位置に保ち、上部を平坦化できる事が望ましい。このゲート電極18はポリシリコンまたは金属電極材、もしくはこれらの複合膜を用いる事が出来る。このゲート電極18にワード線2を接続する。
図9のCの鳥瞰図に示すように凹部15に沿ってゲート電極18が形成される。
ゲート電極18の埋め込みをするために、まず凹部15の内壁にゲート絶縁膜を形成し、その後、溝状の凹部15にそってゲート電極18を埋め込む。この時ゲート電極18は両脇のシリコン基板14よりも低い位置に保ち、上部を平坦化できる事が望ましい。このゲート電極18はポリシリコンまたは金属電極材、もしくはこれらの複合膜を用いる事が出来る。このゲート電極18にワード線2を接続する。
図9のCの鳥瞰図に示すように凹部15に沿ってゲート電極18が形成される。
図10は実施の形態に係るメモリセルの第2の拡散層を形成した状態の層構造を示す図である。
図10のBに示すようにシリコン基板14の上部にイオン注入により、第2の拡散層19を形成する。この部分がアクセスランジスタ5の他方の拡散層(ソース)になる部分に相当する。
図10のBに示すようにシリコン基板14の上部にイオン注入により、第2の拡散層19を形成する。この部分がアクセスランジスタ5の他方の拡散層(ソース)になる部分に相当する。
図11は、実施の形態に係るメモリセル1の第2の拡散層19とこれに接続されるビット線を形成した状態の層構造を示す図である。まず層間膜35を形成後、メモリセルの上部にビットコンタクト30を開口し、ビット線6を配線する。ビットコンタクト30は、第2の拡散層19に対して通常コンタクトとして開口して接続する。これにより、ワード線2に電圧をかけることより、ワード線2に接続されているゲート電極18に電圧がかかり、対応するアクセストランジスタ5はゲート電極18の両側の壁面、すなわち凹部15の側壁をチャネルとしてビット線6から凹部15の底部の第1の拡散層16へと電流を流す事が可能となる。
ビット線6の形成の前に周辺回路部には、図3で説明した構造の各トランジスタを形成する。この形成方法は通常のMOS型トランジスタの製法と同じである。
ビット線6の形成の前に周辺回路部には、図3で説明した構造の各トランジスタを形成する。この形成方法は通常のMOS型トランジスタの製法と同じである。
図12は、実施の形態に係るメモリセルの上層側のメタル配線を形成した状態の層構造を示す図である。メタル配線の方法は通常の半導体メモリデバイスで用いられている配線形成工程をそのまま適用可能である。必要な配線構造を形成した後、上部をCMP(chemical mechanical polishing)などで平坦化してウェーハ貼り合せが出来る状態にする。
ここで、メタル配線24a~24gは電源配線である。一般的にアルミニウム又はCuで形成される。メタル配線24b~24dはシャント等として使用可能である。メタル配線25a~25cは配線層間を接続するものである。一般的にタングステンで埋められている。
ここで、メタル配線24a~24gは電源配線である。一般的にアルミニウム又はCuで形成される。メタル配線24b~24dはシャント等として使用可能である。メタル配線25a~25cは配線層間を接続するものである。一般的にタングステンで埋められている。
図13は、実施の形態に係るメモリセルを製造するために一方の基板に形成された中間積層体31を他の基板に貼り合わせて薄膜化する手順を模式的に示す図である。
中間積層体31とは、上述の図12までの手順によりシリコン基板14上に積層形成された構造部分を示している。
中間積層体31の形成されたシリコン基板14の上部を平坦化し、剛性を保つための支持基板用とする別のシリコン基板26を貼り合せる(図13の左図、中図参照)。シリコン基板26は、特に積層構造が形成されていない単なる基板である。
そしてシリコン基板26を貼り合わせた後、シリコン基板14をその裏面(中間積層体31が形成されていない側の面)から研磨して薄膜化する(右図参照)。
本開示では例えば0.5μm~1.5μmぐらいまでの薄膜化を実施する。
例えばこれら一連の貼り合せ/薄膜化工程には裏面照射型イメージセンサで用いられている技術を適用できる。
中間積層体31とは、上述の図12までの手順によりシリコン基板14上に積層形成された構造部分を示している。
中間積層体31の形成されたシリコン基板14の上部を平坦化し、剛性を保つための支持基板用とする別のシリコン基板26を貼り合せる(図13の左図、中図参照)。シリコン基板26は、特に積層構造が形成されていない単なる基板である。
そしてシリコン基板26を貼り合わせた後、シリコン基板14をその裏面(中間積層体31が形成されていない側の面)から研磨して薄膜化する(右図参照)。
本開示では例えば0.5μm~1.5μmぐらいまでの薄膜化を実施する。
例えばこれら一連の貼り合せ/薄膜化工程には裏面照射型イメージセンサで用いられている技術を適用できる。
図14は、実施の形態に係るメモリセル1の中間積層体31の第1の拡散層16から裏面コンタクト開口27Aを形成した層構造を示す図である。図12に示したようにビット線6の上部にはメタル配線24と貼り合せた支持基板用のシリコン基板26とがあるが、以下図14,図15、図16ではこれらの図示を省略している。
また、シリコン基板としては省略した上部のシリコン基板26に置き換わることになるので、実際のプロセスでは図のものに対して上下反転したウェーハ状態を基本としてプロセス形成を進めてゆく。
シリコン基板14の裏面薄膜化後に裏面絶縁膜を堆積し、裏面から、先に形成した第1の拡散層16に微細な裏面コンタクト開口27Aを形成する。この裏面コンタクト開口27Aの形成の際は、第1の拡散層16に十分コンタクトできる深さでRIEを止める。
また、シリコン基板としては省略した上部のシリコン基板26に置き換わることになるので、実際のプロセスでは図のものに対して上下反転したウェーハ状態を基本としてプロセス形成を進めてゆく。
シリコン基板14の裏面薄膜化後に裏面絶縁膜を堆積し、裏面から、先に形成した第1の拡散層16に微細な裏面コンタクト開口27Aを形成する。この裏面コンタクト開口27Aの形成の際は、第1の拡散層16に十分コンタクトできる深さでRIEを止める。
図15は、実施の形態に係るメモリセルの中間積層体31の第1の拡散層16から形成された裏面コンタクト開口27Aの側壁に絶縁保護膜29を形成した層構造を示す図である。
先に形成した裏面コンタクト開口27Aの側壁に保護絶縁膜29を形成する。これにより、後述の裏面コンタクト27がシリコン基板14とショートする事を防ぐことができる。この絶縁が不充分であると、動作不良又はメモリセルとして性能が損なわれる場合がある。
先に形成した裏面コンタクト開口27Aの側壁に保護絶縁膜29を形成する。これにより、後述の裏面コンタクト27がシリコン基板14とショートする事を防ぐことができる。この絶縁が不充分であると、動作不良又はメモリセルとして性能が損なわれる場合がある。
以上の工程の後、図3の構造を形成してメモリセル1が完成する。
即ち裏面コンタクト開口27Aに導体としての裏面コンタクト27を配し、この裏面コンタクト27から接続を取出す。そして裏面コンタクト27により第1の拡散層16と電気的に接続されるメモリ素子としてMTJ素子3を形成する。
裏面コンタクト27は銅プラグ、タングステンプラグ等が考えられる。第1の拡散層16からの電気的接続点が低抵抗で取り出せることが望ましい。
既に述べたとおり、アスペクト比が比較的低く、アクセストランジスタ5のドレインの相当する第1の拡散層16から直接引き出しているので、一般的な構造のものに比べて1/4~1/5ぐらいの低抵抗が期待できる。
MTJ素子3の形成は裏面の平坦なシリコン基板上で行う。このため加工しやすい構造となっている。MTJ素子3の上にはデータ線4を配線する。このデータ線4は、ビット線6と平行に走る配線を形成すればよく、セル面積の増加を伴わない。またMTJ素子3形成後は低熱処理でのプロセス構築が可能であり、MTJ素子3形成後のMTJ素子3のメモリ素子特性を損なう事が無い。
以上の手順により、本実施の形態に係るメモリセルを製造することができる。
即ち裏面コンタクト開口27Aに導体としての裏面コンタクト27を配し、この裏面コンタクト27から接続を取出す。そして裏面コンタクト27により第1の拡散層16と電気的に接続されるメモリ素子としてMTJ素子3を形成する。
裏面コンタクト27は銅プラグ、タングステンプラグ等が考えられる。第1の拡散層16からの電気的接続点が低抵抗で取り出せることが望ましい。
既に述べたとおり、アスペクト比が比較的低く、アクセストランジスタ5のドレインの相当する第1の拡散層16から直接引き出しているので、一般的な構造のものに比べて1/4~1/5ぐらいの低抵抗が期待できる。
MTJ素子3の形成は裏面の平坦なシリコン基板上で行う。このため加工しやすい構造となっている。MTJ素子3の上にはデータ線4を配線する。このデータ線4は、ビット線6と平行に走る配線を形成すればよく、セル面積の増加を伴わない。またMTJ素子3形成後は低熱処理でのプロセス構築が可能であり、MTJ素子3形成後のMTJ素子3のメモリ素子特性を損なう事が無い。
以上の手順により、本実施の形態に係るメモリセルを製造することができる。
以上のように形成される本実施の形態のメモリセル構造によれば、アクセストランジスタ5は凹部15の対向する2つの側壁部分をチャネルにしているので、チャネル幅を通常のトランジスタと比較して2倍以上確保することができる。これによりセル面積の増大を招かずに電流駆動能力を上げることができる。MTJ素子3の保磁特性をあげるためには、低電圧で比較的大きい電流を流すことが望ましい。このためアクセストランジスタ5の電流駆動能力が高くできることは有効である。
またトランジスタは垂直方向にソースードレイン電流経路が形成され、第2の拡散層19とビット線6が接続され、また第1の拡散層16が1本の裏面コンタクト27を介してMTJ素子3に接続される。
通常、MTJ素子は材料的に耐熱性が低い。このためセル構造の製造工程においてMTJ素子形成後の熱処理は最小限にしたい。そのことから、各種のメモリセル構造では、トランジスタ部分、メタル配線部分等を形成した後、その上部にMTJ素子を形成するような手法が採られているが、それによって、トランジスタからMTJ素子まで多数のコンタクトを経由することとなる。このためコンタクトによる抵抗値が大きくなってしまう。本実施の形態の場合、MTJ素子3がアクセストランジスタ5を形成したシリコン基板14の裏面側に形成され、このため第1の拡散層16が1本の裏面コンタクト27を介してMTJ素子3に接続されるため、コンタクトによる抵抗は最小限となり、この点でも有利である。そのうえでMTJ素子3はメタル配線後の工程で作成でき、MTJ素子3に対する熱処理の影響を最小限とすることができる。
またトランジスタは垂直方向にソースードレイン電流経路が形成され、第2の拡散層19とビット線6が接続され、また第1の拡散層16が1本の裏面コンタクト27を介してMTJ素子3に接続される。
通常、MTJ素子は材料的に耐熱性が低い。このためセル構造の製造工程においてMTJ素子形成後の熱処理は最小限にしたい。そのことから、各種のメモリセル構造では、トランジスタ部分、メタル配線部分等を形成した後、その上部にMTJ素子を形成するような手法が採られているが、それによって、トランジスタからMTJ素子まで多数のコンタクトを経由することとなる。このためコンタクトによる抵抗値が大きくなってしまう。本実施の形態の場合、MTJ素子3がアクセストランジスタ5を形成したシリコン基板14の裏面側に形成され、このため第1の拡散層16が1本の裏面コンタクト27を介してMTJ素子3に接続されるため、コンタクトによる抵抗は最小限となり、この点でも有利である。そのうえでMTJ素子3はメタル配線後の工程で作成でき、MTJ素子3に対する熱処理の影響を最小限とすることができる。
<5.変形例>
以下、実施の形態に係るメモリセル構造の変形例について図16により説明する。図16は、実施の形態に係るメモリセル構造の変形例を示す図である。通常のシリコン基板ではなく、SOI(silicon on insulator)基板33を使用したものである。
SOI基板とは,シリコン基板と表面Si層との間にSiO2を挿入した構造の基板である。一般的にトランジスタの寄生容量を減らせるので,動作速度向上と消費電力削減に効果があるとされる。通常のシリコン基板を使う場合と比べて,動作速度は20%~30%の向上,消費電力は50%以上の低減が期待できるとされる。
以下、実施の形態に係るメモリセル構造の変形例について図16により説明する。図16は、実施の形態に係るメモリセル構造の変形例を示す図である。通常のシリコン基板ではなく、SOI(silicon on insulator)基板33を使用したものである。
SOI基板とは,シリコン基板と表面Si層との間にSiO2を挿入した構造の基板である。一般的にトランジスタの寄生容量を減らせるので,動作速度向上と消費電力削減に効果があるとされる。通常のシリコン基板を使う場合と比べて,動作速度は20%~30%の向上,消費電力は50%以上の低減が期待できるとされる。
図16に示すように通常のシリコン基板14を使用して製造したメモリセル構造とほとんどおなじである。裏面コンタクト27の側壁に形成した保護絶縁膜29(図3参照)が存在しない点で相違している。すなわち、SOI基板33を使用した場合、保護絶縁膜29がなくても、メモリセル1間の絶縁を確保できるので、保護絶縁膜29を形成する必要がない。
裏面コンタクト27はサイドウォールプロセスにより最少デザイン以下のコンタクトを形成することができる。このため裏面コンタクト27の細くなっている端の箇所にサイドウォール34が形成されている。
SOI基板33を用いた場合の利点はつぎのとおりである。
(a)通常のシリコン基板14ではメモリセル1のあるシリコン基板14の均一な薄膜化形成が不可欠であるが、SOI基板の場合はその必要がない。
(b)通常のシリコン基板14では裏面コンタクト27のシリコン基板膜厚裕度からある程度深さが深くなる傾向があるが、SOI基板の場合は深くなることはない。
(c)通常のシリコン基板14では裏面コンタクト開口時に第1の拡散層16の位置で精度良くRIEを止めることが難しい。SOI基板の場合はRIEを精度良く止めることができる。
(d)通常のシリコン基板14では裏面コンタクト27とシリコン基板14とのショートを防ぐため側壁に保護絶縁膜29が必要である。SOI基板の場合は必要ない。
以上のとおり、SOI基板33を用いる場合にはすぐれた利点を有する。そのメモリセル製造方法は通常のシリコン基板14の場合と同様である。
裏面コンタクト27はサイドウォールプロセスにより最少デザイン以下のコンタクトを形成することができる。このため裏面コンタクト27の細くなっている端の箇所にサイドウォール34が形成されている。
SOI基板33を用いた場合の利点はつぎのとおりである。
(a)通常のシリコン基板14ではメモリセル1のあるシリコン基板14の均一な薄膜化形成が不可欠であるが、SOI基板の場合はその必要がない。
(b)通常のシリコン基板14では裏面コンタクト27のシリコン基板膜厚裕度からある程度深さが深くなる傾向があるが、SOI基板の場合は深くなることはない。
(c)通常のシリコン基板14では裏面コンタクト開口時に第1の拡散層16の位置で精度良くRIEを止めることが難しい。SOI基板の場合はRIEを精度良く止めることができる。
(d)通常のシリコン基板14では裏面コンタクト27とシリコン基板14とのショートを防ぐため側壁に保護絶縁膜29が必要である。SOI基板の場合は必要ない。
以上のとおり、SOI基板33を用いる場合にはすぐれた利点を有する。そのメモリセル製造方法は通常のシリコン基板14の場合と同様である。
上記で説明した実施の形態に係るメモリセルの構造及びその製造方法はMRAMに限定されるものでなく、DRAM等のメモリでも適用可能である。
なお、本明細書に記載された効果はあくまでも例示であって限定されるものではなく、また他の効果があってもよい。
なお、本明細書に記載された効果はあくまでも例示であって限定されるものではなく、また他の効果があってもよい。
なお本技術は以下のような構成も採ることができる。
(1)シリコン基板を溝状に加工して形成された凹部の底部に形成された第1の拡散層と、前記凹部の対向する2つの側壁部のそれぞれの上端部に形成された第2の拡散層とが用いられ、前記2つの側壁部において前記第1の拡散層と前記第2の拡散層の間となる部分にチャネルが形成されるトランジスタと、
前記第1の拡散層の下方に配置されたメモリ素子と、
を備え、
前記第1の拡散層は、前記シリコン基板を薄膜化した後に形成されたコンタクトを介して前記メモリ素子と電気的に接続されている
メモリセル構造。
(2)前記第1の拡散層は、メモリセル毎に絶縁膜と基板濃度プロファイルにより電気的に絶縁されている
上記(1)に記載のメモリセル構造。
(3)前記コンタクトは前記シリコン基板と絶縁された構造になっている
上記(1)又は(2)に記載のメモリセル構造。
(4)前記シリコン基板はSOI基板である
上記(1)乃至(3)のいずれかに記載のメモリセル構造。
(5)前記メモリ素子はMTJ素子である
上記(1)乃至(4)のいずれかに記載のメモリセル構造。
(6)シリコン基板を溝状に加工して形成された凹部の底部に形成された第1の拡散層と、前記凹部の対向する2つの側壁部のそれぞれの上端部に形成された第2の拡散層とが用いられ、前記2つの側壁部において前記第1の拡散層と前記第2の拡散層の間となる部分にチャネルが形成されるトランジスタと、前記第1の拡散層の下方に配置されたメモリ素子と、を備え、前記第1の拡散層は、前記シリコン基板を薄膜化した後に形成されたコンタクトを介して前記メモリ素子と電気的に接続されているメモリセル構造のメモリ製造方法であって、
前記シリコン基板の所定の深さにフィールド分離層を形成する工程と、
前記フィールド分離層の間に溝状の前記凹部を形成する工程と、
前記凹部の底部に第1の拡散層を形成する工程と、
前記凹部の側壁部の上端部に第2の拡散層を形成する工程と、
前記第2の拡散層の上部にメタル配線を形成する工程と、
を少なくとも行って前記メモリセル構造の一部である中間積層体を形成する
メモリ製造方法。
(7)前記中間積層体が形成されたシリコン基板に他のシリコン基板を支持基板として貼り合わせる工程と、
前記シリコン基板を薄膜化する工程とを含む
上記(6)に記載のメモリ製造方法。
(8)前記薄膜化したシリコン基板に形成された前記第1の拡散層からのコンタクトを形成する工程を含む
上記(7)に記載のメモリ製造方法。
(9)前記コンタクトにより前記第1の拡散層と電気的に接続されるメモリ素子を形成する工程を含む
上記(8)に記載のメモリ製造方法。
(10)情報を磁性体の磁化状態により保持するメモリ素子を含むメモリセルと、
互いに交差する2種類の配線及び他の種類の配線とを備え、
上記メモリセルは、
シリコン基板を溝状に加工して形成された凹部の底部に形成された第1の拡散層と、前記凹部の対向する2つの側壁部のそれぞれの上端部に形成された第2の拡散層とが用いられ、前記2つの側壁部において前記第1の拡散層と前記第2の拡散層の間となる部分にチャネルが形成されるトランジスタと、
前記第1の拡散層の下方に配置されたメモリ素子とを備え、
前記第1の拡散層は、前記シリコン基板を薄膜化した後に形成されたコンタクトを介して前記メモリ素子と電気的に接続されているメモリセル構造を有しており、
前記2種類の配線の間で、前記トランジスタを介して前記メモリ素子に電流が与えられる
メモリ装置。
(1)シリコン基板を溝状に加工して形成された凹部の底部に形成された第1の拡散層と、前記凹部の対向する2つの側壁部のそれぞれの上端部に形成された第2の拡散層とが用いられ、前記2つの側壁部において前記第1の拡散層と前記第2の拡散層の間となる部分にチャネルが形成されるトランジスタと、
前記第1の拡散層の下方に配置されたメモリ素子と、
を備え、
前記第1の拡散層は、前記シリコン基板を薄膜化した後に形成されたコンタクトを介して前記メモリ素子と電気的に接続されている
メモリセル構造。
(2)前記第1の拡散層は、メモリセル毎に絶縁膜と基板濃度プロファイルにより電気的に絶縁されている
上記(1)に記載のメモリセル構造。
(3)前記コンタクトは前記シリコン基板と絶縁された構造になっている
上記(1)又は(2)に記載のメモリセル構造。
(4)前記シリコン基板はSOI基板である
上記(1)乃至(3)のいずれかに記載のメモリセル構造。
(5)前記メモリ素子はMTJ素子である
上記(1)乃至(4)のいずれかに記載のメモリセル構造。
(6)シリコン基板を溝状に加工して形成された凹部の底部に形成された第1の拡散層と、前記凹部の対向する2つの側壁部のそれぞれの上端部に形成された第2の拡散層とが用いられ、前記2つの側壁部において前記第1の拡散層と前記第2の拡散層の間となる部分にチャネルが形成されるトランジスタと、前記第1の拡散層の下方に配置されたメモリ素子と、を備え、前記第1の拡散層は、前記シリコン基板を薄膜化した後に形成されたコンタクトを介して前記メモリ素子と電気的に接続されているメモリセル構造のメモリ製造方法であって、
前記シリコン基板の所定の深さにフィールド分離層を形成する工程と、
前記フィールド分離層の間に溝状の前記凹部を形成する工程と、
前記凹部の底部に第1の拡散層を形成する工程と、
前記凹部の側壁部の上端部に第2の拡散層を形成する工程と、
前記第2の拡散層の上部にメタル配線を形成する工程と、
を少なくとも行って前記メモリセル構造の一部である中間積層体を形成する
メモリ製造方法。
(7)前記中間積層体が形成されたシリコン基板に他のシリコン基板を支持基板として貼り合わせる工程と、
前記シリコン基板を薄膜化する工程とを含む
上記(6)に記載のメモリ製造方法。
(8)前記薄膜化したシリコン基板に形成された前記第1の拡散層からのコンタクトを形成する工程を含む
上記(7)に記載のメモリ製造方法。
(9)前記コンタクトにより前記第1の拡散層と電気的に接続されるメモリ素子を形成する工程を含む
上記(8)に記載のメモリ製造方法。
(10)情報を磁性体の磁化状態により保持するメモリ素子を含むメモリセルと、
互いに交差する2種類の配線及び他の種類の配線とを備え、
上記メモリセルは、
シリコン基板を溝状に加工して形成された凹部の底部に形成された第1の拡散層と、前記凹部の対向する2つの側壁部のそれぞれの上端部に形成された第2の拡散層とが用いられ、前記2つの側壁部において前記第1の拡散層と前記第2の拡散層の間となる部分にチャネルが形成されるトランジスタと、
前記第1の拡散層の下方に配置されたメモリ素子とを備え、
前記第1の拡散層は、前記シリコン基板を薄膜化した後に形成されたコンタクトを介して前記メモリ素子と電気的に接続されているメモリセル構造を有しており、
前記2種類の配線の間で、前記トランジスタを介して前記メモリ素子に電流が与えられる
メモリ装置。
1、10…メモリセル、2…ワード線、3…MTJ、4…データ線、5…アクセストランジスタ、6…ビット線、7…キャパシタ、11…フィールド分離層、12…チャネル、13…素子分離領域、14、26…シリコン基板、15…凹部、16…第の拡散層、17…側壁保護膜、18、20…ゲート電極、19…第2の拡散層、27…裏面コンタクト、28…裏面絶縁層、29…保護絶縁膜、31…中間積層体、33…SOI基板
Claims (10)
- シリコン基板を溝状に加工して形成された凹部の底部に形成された第1の拡散層と、前記凹部の対向する2つの側壁部のそれぞれの上端部に形成された第2の拡散層とが用いられ、前記2つの側壁部において前記第1の拡散層と前記第2の拡散層の間となる部分にチャネルが形成されるトランジスタと、
前記第1の拡散層の下方に配置されたメモリ素子と、
を備え、
前記第1の拡散層は、前記シリコン基板を薄膜化した後に形成されたコンタクトを介して前記メモリ素子と電気的に接続されている
メモリセル構造。 - 前記第1の拡散層は、メモリセル毎に絶縁膜と基板濃度プロファイルにより電気的に絶縁されている
請求項1に記載のメモリセル構造。 - 前記コンタクトは前記シリコン基板と絶縁された構造になっている
請求項1に記載のメモリセル構造。 - 前記シリコン基板はSOI基板である
請求項1に記載のメモリセル構造。 - 前記メモリ素子はMTJ素子である
請求項1に記載のメモリセル構造。 - シリコン基板を溝状に加工して形成された凹部の底部に形成された第1の拡散層と、前記凹部の対向する2つの側壁部のそれぞれの上端部に形成された第2の拡散層とが用いられ、前記2つの側壁部において前記第1の拡散層と前記第2の拡散層の間となる部分にチャネルが形成されるトランジスタと、前記第1の拡散層の下方に配置されたメモリ素子と、を備え、前記第1の拡散層は、前記シリコン基板を薄膜化した後に形成されたコンタクトを介して前記メモリ素子と電気的に接続されているメモリセル構造のメモリ製造方法であって、
前記シリコン基板の所定の深さにフィールド分離層を形成する工程と、
前記フィールド分離層の間に溝状の前記凹部を形成する工程と、
前記凹部の底部に第1の拡散層を形成する工程と、
前記凹部の側壁部の上端部に第2の拡散層を形成する工程と、
前記第2の拡散層の上部にメタル配線を形成する工程と、
を少なくとも行って前記メモリセル構造の一部である中間積層体を形成する
メモリ製造方法。 - 前記中間積層体が形成されたシリコン基板に他のシリコン基板を支持基板として貼り合わせる工程と、
前記シリコン基板を薄膜化する工程とを含む
請求項6に記載のメモリ製造方法。 - 前記薄膜化したシリコン基板に形成された前記第1の拡散層からのコンタクトを形成する工程を含む
請求項7に記載のメモリ製造方法。 - 前記コンタクトにより前記第1の拡散層と電気的に接続されるメモリ素子を形成する工程を含む
請求項8に記載のメモリ製造方法。 - 情報を磁性体の磁化状態により保持するメモリ素子を含むメモリセルと、
互いに交差する2種類の配線及び他の種類の配線とを備え、
上記メモリセルは、
シリコン基板を溝状に加工して形成された凹部の底部に形成された第1の拡散層と、前記凹部の対向する2つの側壁部のそれぞれの上端部に形成された第2の拡散層とが用いられ、前記2つの側壁部において前記第1の拡散層と前記第2の拡散層の間となる部分にチャネルが形成されるトランジスタと、
前記第1の拡散層の下方に配置されたメモリ素子とを備え、
前記第1の拡散層は、前記シリコン基板を薄膜化した後に形成されたコンタクトを介して前記メモリ素子と電気的に接続されているメモリセル構造を有しており、
前記2種類の配線の間で、前記トランジスタを介して前記メモリ素子に電流が与えられる
メモリ装置。
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US11805657B2 (en) * | 2020-06-23 | 2023-10-31 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited | Ferroelectric tunnel junction memory device using a magnesium oxide tunneling dielectric and methods for forming the same |
TWI803180B (zh) * | 2022-02-08 | 2023-05-21 | 華邦電子股份有限公司 | 半導體記憶體結構及其形成方法 |
US20240074333A1 (en) * | 2022-08-23 | 2024-02-29 | International Business Machines Corporation | Back side phase change memory |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63287054A (ja) * | 1987-05-19 | 1988-11-24 | Mitsubishi Electric Corp | 1トランジスタ型ダイナミツクメモリセル |
JP2010171166A (ja) * | 2009-01-22 | 2010-08-05 | Sony Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
JP2012238642A (ja) * | 2011-05-10 | 2012-12-06 | Elpida Memory Inc | 半導体装置及びその製造方法 |
JP2013161827A (ja) * | 2012-02-01 | 2013-08-19 | Elpida Memory Inc | 半導体装置の製造方法 |
Family Cites Families (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100399436B1 (ko) | 2001-03-28 | 2003-09-29 | 주식회사 하이닉스반도체 | 마그네틱 램 및 그 형성방법 |
JP2003023150A (ja) * | 2001-07-10 | 2003-01-24 | Sony Corp | トレンチゲート型半導体装置及びその作製方法 |
US7205598B2 (en) * | 2002-08-29 | 2007-04-17 | Micron Technology, Inc. | Random access memory device utilizing a vertically oriented select transistor |
KR100520611B1 (ko) * | 2003-03-03 | 2005-10-10 | 주식회사 하이닉스반도체 | 자기저항 램 및 그 제조 방법 |
US7042047B2 (en) * | 2004-09-01 | 2006-05-09 | Micron Technology, Inc. | Memory cell, array, device and system with overlapping buried digit line and active area and method for forming same |
US7355230B2 (en) * | 2004-11-30 | 2008-04-08 | Infineon Technologies Ag | Transistor array for semiconductor memory devices and method for fabricating a vertical channel transistor array |
KR100657969B1 (ko) * | 2005-08-30 | 2006-12-14 | 삼성전자주식회사 | 한 쌍의 핀-타입 채널 영역들에 대응하는 단일 게이트전극을 갖는 반도체 소자의 제조 방법 |
US20080099828A1 (en) * | 2006-10-30 | 2008-05-01 | Frank Heinrichsdorff | Semiconductor structure, semiconductor memory device and method of manufacturing the same |
JP2008218514A (ja) * | 2007-02-28 | 2008-09-18 | Toshiba Corp | 磁気ランダムアクセスメモリ及びその製造方法 |
JP2009224543A (ja) * | 2008-03-17 | 2009-10-01 | Sony Corp | 半導体装置の製造方法 |
KR101004506B1 (ko) * | 2008-09-09 | 2010-12-31 | 주식회사 하이닉스반도체 | 공통 소스라인을 갖는 수직 자기형 비휘발성 메모리 장치 및 그 제조 방법 |
CN101847436B (zh) * | 2009-03-24 | 2012-09-05 | 中国科学院物理研究所 | 一种基于垂直晶体管的磁性多层膜随机存储器 |
JP5542550B2 (ja) * | 2010-07-08 | 2014-07-09 | 株式会社東芝 | 抵抗変化メモリ |
US8310868B2 (en) * | 2010-09-17 | 2012-11-13 | Micron Technology, Inc. | Spin torque transfer memory cell structures and methods |
US8304825B2 (en) * | 2010-09-22 | 2012-11-06 | Monolithic Power Systems, Inc. | Vertical discrete devices with trench contacts and associated methods of manufacturing |
KR20130027155A (ko) * | 2011-09-07 | 2013-03-15 | 삼성전자주식회사 | 반도체 기억 소자 |
KR101901322B1 (ko) * | 2012-02-28 | 2018-09-21 | 삼성전자주식회사 | 가변 저항 메모리 소자 |
US9029822B2 (en) * | 2012-11-17 | 2015-05-12 | Avalanche Technology, Inc. | High density resistive memory having a vertical dual channel transistor |
JP2015082564A (ja) * | 2013-10-22 | 2015-04-27 | ソニー株式会社 | メモリセル構造、メモリ製造方法、メモリ装置 |
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---|---|---|---|---|
JPS63287054A (ja) * | 1987-05-19 | 1988-11-24 | Mitsubishi Electric Corp | 1トランジスタ型ダイナミツクメモリセル |
JP2010171166A (ja) * | 2009-01-22 | 2010-08-05 | Sony Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
JP2012238642A (ja) * | 2011-05-10 | 2012-12-06 | Elpida Memory Inc | 半導体装置及びその製造方法 |
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