【課題】選択されない磁気抵抗素子の磁化状態が誤って書き換えられる現象の発生が確実に抑制される半導体装置の制御方法を提供する。
【解決手段】当該制御方法は、半導体基板と、半導体基板の主表面上に位置する、固定層ＭＰＬと、トンネル絶縁層と、磁化容易軸を有する自由層ＭＦＬとを含む磁気抵抗素子と、磁気抵抗素子に隣接する第１の配線とを備える半導体装置における磁化状態を書き換える制御方法である。上記制御方法は以下の工程を備えている。まず上記自由層ＭＦＬの磁化状態を変更する前の初期磁化状態が判定される。上記判定する工程において、自由層ＭＦＬの磁化状態を変更する必要があると判定された場合に、第１の配線にパルス電流が流される。上記パルス電流により、自由層ＭＦＬの磁化容易軸と交差する方向に発生するパルス磁場を磁気抵抗素子に印加することにより自由層ＭＦＬの磁化状態が変更される。 （もっと読む）

【課題】半選択状態になった磁気記憶素子のデータの誤反転を抑制することにより信頼性の高い書き込み動作を行うことができる磁気記憶素子、およびこれを用いた磁気記憶装置を提供する。
【解決手段】磁化容易軸９１と磁化困難軸９２とを有する記録層３は、平面視においてすべての領域が第１導電層ＷＴまたは第２導電層ＢＬの少なくとも一方と重なる。磁化容易軸９１に沿い、記録層３と平面視において重なる寸法が最大となる第１の線分の第１の端点ＴＰ，ＢＰは、第２導電層ＢＬと平面視において重ならない。上記第１の線分の中点を通り、平面視において第１の線分に直交し、記録層３と平面視において重なる第２の線分の１対の端点である第２の端点ＬＰ，ＲＰのうち少なくとも一方は、第１導電層ＷＴと平面視において重ならない。 （もっと読む）

【課題】隣接するビット線同士の短絡が抑制されており、かつ層間絶縁膜が平坦に研磨された半導体装置を提供する。
【解決手段】磁気抵抗素子ＭＲＤが複数配置されたメモリセル領域と、平面視においてメモリセル領域の周囲に配置された周辺回路領域とを備える。磁気抵抗素子ＭＲＤは、磁化固定層と磁化自由層とトンネル絶縁層とを含んでいる。磁気抵抗素子ＭＲＤの上方には、主表面に沿った方向に向けて延びる複数の第１の配線ＢＬを有している。上記周辺回路領域には、第１の配線ＢＬと同一レイヤにより構成される第２の配線ＢＬ２と平面視において重なるように、磁化自由層と同一材質の層、トンネル絶縁層と同一材質の層および磁化固定層と同一材質の層が積層された積層構造ＤＭＭが配置されている。積層構造ＤＭＭは、周辺回路領域にて平面視において隣接する１対の第２の配線ＢＬ２の両方と重ならない。 （もっと読む）

【課題】磁気抵抗素子を有する半導体装置であって、フリー層に所望の磁化方向と反対方向の磁界の成分が印加されることによる誤動作を抑制することが可能な半導体装置を提供する。
【解決手段】半導体基板の主表面上に位置する、磁化自由層を有する磁気抵抗素子ＴＭＲと、磁気抵抗素子ＴＭＲの下方に位置し、第１方向に向けて延び、発生する磁界により磁化自由層の磁化状態を変化させることが可能な第１配線ＤＬと、磁気抵抗素子ＴＭＲの上方に位置し、第２方向に向けて延び、発生する磁界により磁化自由層の磁化状態を変化させることが可能な第２配線ＢＬとを備えている。磁化自由層は、第２方向に対して対称であり、平面視における第２方向に垂直な方向に対して非対称である。上記第１配線ＤＬは、磁化自由層と平面視において重なる領域において、磁化自由層が磁化されやすい方向に延びる磁化容易軸の延在する方向Ｈｅに沿うように延在している。 （もっと読む）

【課題】ＭＲＡＭにおいては、書き込み電流の低減やディスターブ回避を目的に、書き込みに使用する配線を強磁性体膜で覆うクラッド配線構造がよく用いられている。また、高信頼性製品の信頼性確保のためＣｕ配線中に微量のＡｌを添加するＣｕＡｌ配線が広く使用されている。ＭＲＡＭも高信頼性製品に搭載される可能性が高く、信頼性は重要である。しかし、クラッド配線は、もともと配線抵抗が高いＣｕＡｌ配線の配線抵抗を更に上昇させるというデメリットがあるため、両方の技術を同時に使用すると配線抵抗のスペックを満たさなくなる可能性が高い。
【解決手段】本願発明は、多層銅埋め込み配線を有する半導体装置において、ＭＲＡＭメモリセルマトリクス領域を構成する複数の銅埋め込みクラッド配線の銅配線膜を比較的純粋な銅で構成し、これらの配線層よりも下層の銅埋め込み非クラッド配線の銅配線膜を、Ａｌを添加したＣｕＡｌ配線膜とするものである。 （もっと読む）

【課題】生産コストを抑えながら高いスループットが得られる半導体装置の製造方法と半導体装置とを提供する。
【解決手段】ヨークカバーとなる積層膜として、バリアメタル層、磁性体層およびバリアメタル層が順次形成される。次に、積層膜ＭＬに、四フッ化炭素（ＣＦ₄）ガスとアルゴン（Ａｒ）ガスとの混合ガスによる反応性イオンエッチング処理、一酸化炭素（ＣＯ）、アンモニア（ＮＨ₃）ガスおよびアルゴン（Ａｒ）ガスの混合ガスによる反応性イオンエッチング処理、四フッ化炭素（ＣＦ₄）ガスとアルゴン（Ａｒ）ガスとの混合ガスによる反応性イオンエッチング処理を施すことにより、ヨークカバーＹＣが形成される。 （もっと読む）

【課題】上面にストラップ配線が形成された絶縁膜と、この絶縁膜の下面に形成された配線と間で剥離が生じることが抑制された半導体装置および半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る半導体装置は、半導体基板ＳＳと、半導体基板ＳＳ上に形成され、周辺配線Ｐ１および配線Ｌ２が形成された配線層ＬＬ１，ＬＬ２と、配線層ＬＬ２に形成され、配線Ｌ３を含む配線層ＬＬ３と、配線層ＬＬ３上に形成され、磁気記憶素子ＭＲを含む配線層ＬＬ４とを備え、配線Ｌ１，Ｌ２上に形成された拡散防止膜ＮＦ１，ＮＦ２は、ＳｉＣＮ膜またはＳｉＣ膜から形成され、配線Ｌ３上に形成された拡散防止膜ＮＦ３は、ＳｉＮから形成される。 （もっと読む）

【課題】信頼性が高いシフトレジスタ型記憶装置及びデータ記憶方法を提供する。
【解決手段】一態様によれば、一方向に沿って連なり、その特徴方向が前記一方向に延びる回転軸についてそれぞれ回転可能な複数の回転子を備えたシフトレジスタが提供される。前記複数の回転子には一軸異方性が付与され、前記複数の回転子は、隣り合う２つの前記回転子毎に複数の対に組分けされており、同一の前記対に属する２つの前記回転子には、前記特徴方向を反平行とするような第１の力が作用し、隣り合う前記対に属する隣り合う２つの前記回転子には、前記第１の力よりも弱く、前記特徴方向を反平行とするような第２の力が作用する。 （もっと読む）

【課題】外部からの磁場を遮蔽する磁気シールド効果が高い半導体装置を提供する。
【解決手段】半導体基板ＳＵＢの主表面上に形成されたスイッチング素子ＴＲを覆うように形成された層間絶縁膜ＩＩＩ１と、平板状の引出配線ＬＥＬと、引出配線ＬＥＬとスイッチング素子ＴＲとを接続する接続配線ＩＣＬと、磁化の向きが可変とされた磁化自由層ＭＦＬを含み、引出配線ＬＥＬ上に形成された磁気抵抗素子ＴＭＲとを備える。磁化自由層ＭＦＬの磁化状態を変化させることが可能な配線ＤＬと配線ＢＬとを備えている。磁気抵抗素子ＴＭＲが複数並んだメモリセル領域において、磁気抵抗素子ＴＭＲの上部に配置された第１の高透磁率膜ＣＬＡＤ２が、上記メモリセル領域から、メモリセル領域以外の領域である周辺領域にまで延在している。 （もっと読む）

【課題】半選択状態になったデータの誤反転を抑制して信頼性の高い書き込み動作を行うことができる磁気記憶素子およびこれを用いた磁気記憶装置を提供する。
【解決手段】磁化容易軸９１とそれに交差する磁化困難軸９２とを有する記録層３と、磁化容易軸９１の方向と交差する方向に磁界を形成するライト線ＷＴと、記録層３の配置位置において磁化困難軸９２の方向と交差する方向に磁界を形成するビット線ＢＬとを備え、記録層３は、ライト線ＷＴとビット線ＢＬとの間に挟まれるように配置されており、ライト線ＷＴおよびビット線ＢＬと記録層３とが積層された積層方向からみた記録層３の平面形状は、積層方向からみてライト線ＷＴが延びる方向に沿うライト線ＷＴの仮想の第１の中心線ＡＷに対して一方側に位置する一方の部分と他方側に位置する他方の部分とを有し、積層方向からみた一方の部分の面積Ｓ２が他方の部分の面積Ｓ１の１／３以下である。 （もっと読む）

【課題】配線に流れる電流によって発生した誘導磁界による磁気記憶素子の誤作動を低減しつつ、大容量化および高集積化を図ることができる磁気記憶装置を提供する。
【解決手段】複数の磁気記憶素子３とビット線４と複数のトランジスタ２と磁気シールド用磁性膜２２とを備えている。磁気記憶素子３は、磁化方向が一定である固着層１９、磁化方向が可変である記憶層２１、および、固着層１９と記憶層２１との間に配置されたトンネル絶縁膜２０を有し、スピン偏極した電子により記憶層２１の磁化方向を反転させる。ビット線４は、複数の磁気記憶素子３のそれぞれが互いに間隔を置いて接続され、複数の磁気記憶素子３に対向して配置されている。トランジスタ２は、複数の磁気記憶素子３の内の対応した磁気記憶素子３を経由してビット線４に電気的に接続されている。磁気シールド用磁性膜２２は、ビット線４と磁気記憶素子３との間に配置されている。 （もっと読む）

【課題】磁気抵抗素子への不純物の侵入や応力の負荷を抑制し、低い駆動電力で高精度に作動する半導体装置およびその製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の半導体装置は、主表面を有する半導体基板ＳＵＢと、半導体基板ＳＵＢの主表面上に位置する磁気抵抗素子ＭＲＤとを備えている。その他、保護層ＩＩＩと、配線ＢＬと、第１上部電極ＵＥＬ１と、第２上部電極ＵＥＬ２とを備えている。保護層ＩＩＩは、磁気抵抗素子ＭＲＤの側面を覆うように配置されている。配線ＢＬは、上記磁気抵抗素子ＭＲＤの上部に位置する。第１上部電極ＵＥＬ１は、上記磁気抵抗素子ＭＲＤ上に、平面視における大きさが磁気抵抗素子ＭＲＤと実質的に同じであるものが配置されている。第２上部電極ＵＥＬ２は、上記第１上部電極ＵＥＬ１上にて、上記第１上部電極ＵＥＬ１と電気的に接続されており、平面視における大きさが第１上部電極ＵＥＬ１より大きい。 （もっと読む）

【課題】磁気抵抗素子における磁場の漏洩をより抑制し、性能をより向上することが可能な半導体装置を提供する。
【解決手段】半導体基板は主表面を有する。磁気抵抗素子３２は半導体基板の上記主表面上に位置する。配線４３は上記磁気抵抗素子３２上に位置する。バリア層４１ａ、４１０は上記配線４３の側面および上面を連続するように覆うように配置される。クラッド層４１ｃ、４１ｄは上記バリア層４１ａ、４１０の、配線４３に対向する表面と反対側の表面を連続して覆うように配置される。上記磁気抵抗素子３２と上記配線４３と上記バリア層４１ａ、４１０と上記クラッド層４１ｃ、４１ｄとを含むメモリユニットが複数形成される。複数の上記メモリユニットが配線４３の延在する方向に交差する方向に並列しており、複数のメモリユニット間でクラッド層４１ｃ、４１ｄが分離されている。 （もっと読む）

【課題】磁気抵抗素子における磁場の漏洩をより抑制し、性能をより向上することが可能な半導体装置を提供する。
【解決手段】下部電極３１は、半導体基板１００の主表面上に形成される。磁気抵抗素子３２は、固定層３５と、トンネル絶縁膜３８と、自由層３７とを含む。上部電極４４は、自由層３７のトンネル絶縁膜３８と対向する一方の主表面と反対側に位置する他方の主表面上に配置される。磁気抵抗素子３２を構成する固定層３５は、下部電極３１の一方の主表面上に配置された、磁化の方向が一定である層である。自由層３７は、トンネル絶縁膜３８の、固定層３５と対向する一方の主表面と反対側に位置する他方の主表面上に配置された、磁化の方向が可変である層である。上記下部電極３１、固定層３５、トンネル絶縁膜３８、自由層３７、上部電極４４の積層方向に交差する方向において、上部電極４４の幅は、下部電極３１および固定層３５の幅よりも小さい。 （もっと読む）

【課題】ＭＲＡＭを含む半導体装置において、ＭＲＡＭの特性を向上することができる技術を提供する。
【解決手段】配線Ｌ３およびデジット配線ＤＬを形成した層間絶縁膜ＩＬ３の表面に対してプラズマ処理を実施する。まず、半導体基板１Ｓをチャンバ内に搬入し、窒素を含有する分子（アンモニアガス）と窒素を含有しない不活性分子（水素ガス、ヘリウム、アルゴン）とからなる混合ガスをチャンバ内に導入する。このとき、窒素を含有する分子の流量よりも窒素を含有しない不活性分子の流量が多い条件で、混合ガスを導入し、混合ガスをプラズマ化してプラズマ処理を実施する。 （もっと読む）

【課題】書き換え特性の劣化が抑制される半導体装置を提供する。
【解決手段】メモリセル領域ＲＭでは、半導体磁気記憶装置における磁気抵抗素子１８は、一方向に延在するディジット線３と、これと略直交する方向に延在するビット線３２とが交差する部分に配置される態様で、アレイ状に形成されている。ディジット線３とビット線３２は、配線本体となる銅膜３ｂ、３１ａにクラッド層３ａ、３６ａを被覆した配線構造とされる。磁気抵抗素子１８の一端側は、非磁性材料から形成されたトップヴィア２５ａを介してビット線３２に電気的に接続されている。 （もっと読む）

【課題】選択された磁気抵抗素子に書き込み動作等を行う際に、非選択の磁気抵抗素子の誤動作の抑制が図られた半導体装置およびこの半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】 半導体装置は、磁化の向きが可変とされた磁化自由層を含み、引出配線上に形成された磁気記憶素子と、磁気記憶素子の下方に位置し、第１方向に向けて延び、発生する磁界により磁化自由層の磁化状態を変化させることが可能なディジット線５０とを備え、ディジット線５０は、配線本体部５１と、配線本体部５１の底面および側面を覆うように設けられ、上方に向けて開口するクラッド層５２とを含み、クラッド層５２は、配線本体部５１の側面を覆うように形成された側壁部５２ｂと、配線本体部５１の底面を覆うように形成された底壁部５２ａとを含み、側壁部５２ｂの厚さＷ１は、底壁部５２ａの厚さＷ２よりも厚く形成される。 （もっと読む）

【課題】不揮発性メモリを有する半導体装置の生産性を向上させる。
【解決手段】シリコン基板１を覆う層間絶縁膜ＩＬと、複数のメモリセルとを有する半導体装置であって、複数のメモリセルは、層間絶縁膜ＩＬ内に配置された記憶素子部ｍｒ１と、記憶素子部ｍｒ１に電気的に接続するようにして配置された下部電極ＢＥおよび上部電極ＴＥとを有する。下部電極ＢＥと上部電極ＴＥとは層間絶縁膜ＩＬ内において互いに交差するようにして配置され、その交差部に挟まれるようにして記憶素子部ｍｒ１が配置されている。記憶素子部ｍｒ１は、磁気抵抗メモリ、相変化メモリ、または、抵抗変化メモリからなる。 （もっと読む）

【課題】スピン注入書き込み時の電流値が低い磁気抵抗効果素子を提案する。
【解決手段】本発明の例に関わるスピンメモリは、磁化方向が不変の第１強磁性層、磁化方向が可変の第２強磁性層、及び、これらの間の第１非磁性層を有する磁気抵抗効果素子17と、第２強磁性層の磁化困難軸に対して、θ（45°≦θ≦90°）の方向に延び、長手方向の一端で磁気抵抗効果素子17を挟み込む下部電極16及び上部電極18と、下部電極16の長手方向の他端に接続されるスイッチ素子14と、上部電極18の長手方向の他端に接続されるビット線20とを備える。第２強磁性層の磁化反転は、第２強磁性層にスピン偏極した電子を与える書き込み電流を下部電極16と上部電極18との間に流すと共に、下部電極16及び上部電極18に流れるその書き込み電流により発生する磁界を用いて実行する。 （もっと読む）

【課題】製造工程を複雑化することなく、配線の信頼性低下を招かない、配線構造を有する半導体装置及びその製造方法を得る。
【解決手段】接続孔３０の底面及び側面上並びに配線用溝３１の底面及び側面上にＴａ／ＴａＮ積層バリア層１２を介して、ＮｉＦｅ磁性層１３をＰＶＤ装置のＮｉＦｅチャンバを用いたＰＶＤ法によって成膜する。次に、同一のＰＶＤ装置の同一のＮｉＦｅチャンバを用いて、成膜条件を変更することにより、接続孔３０及び配線用溝３１の底面上及び層間絶縁膜１１の表面上におけるＮｉＦｅ磁性層１３を選択的に除去する。さらに、同一のＰＶＤ装置のＴａチャンバ及びＣｕチャンバを用いて、接続孔３０の底面及び側面上並びに配線用溝３１の底面及び側面上にＴａバリア層及びＣｕシード層を順次形成する。 （もっと読む）