特許ウォッチ

公開番号2024135955
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-04
出願番号2023046881
出願日2023-03-23
発明の名称磁気記憶装置
出願人キオクシア株式会社
代理人弁理士法人スズエ国際特許事務所
主分類H10B 61/00 20230101AFI20240927BHJP()
要約【課題】優れた特性を有する磁気記憶装置を提供する。
【解決手段】実施形態に係る磁気記憶装置は、第1の方向に延伸する第1の配線10と、第1の配線の上層側に設けられ、第1の方向と交差する第2の方向に延伸する第2の配線20と、第1の配線と第2の配線との間に設けられ、磁気抵抗効果素子40と、磁気抵抗効果素子の上層側に積層されたスイッチング素子50とを含むメモリセル30と、を備える。スイッチング素子は、カーボン(C)を主成分として含有する第1の電極部分51aを含む下部電極51と、下部電極の上層側に設けられた上部電極52と、下部電極と上部電極との間に設けられた部分を含むスイッチング材料層53と、下部電極の側面を囲む側壁絶縁層54と、を含む。
【選択図】図2A
特許請求の範囲【請求項１】
第１の方向に延伸する第１の配線と、
前記第１の配線の上層側に設けられ、前記第１の方向と交差する第２の方向に延伸する第２の配線と、
前記第１の配線と前記第２の配線との間に設けられ、磁気抵抗効果素子と、前記磁気抵抗効果素子の上層側に積層されたスイッチング素子とを含むメモリセルと、
を備える磁気記憶装置であって、
前記スイッチング素子は、
カーボン（Ｃ）を主成分として含有する第１の電極部分を含む下部電極と、
前記下部電極の上層側に設けられた上部電極と、
前記下部電極と前記上部電極との間に設けられた部分を含むスイッチング材料層と、
前記下部電極の側面を囲む側壁絶縁層と、
を含む
ことを特徴とする磁気記憶装置。
続きを表示（約 950 文字）【請求項２】
前記磁気抵抗効果素子及び前記スイッチング素子が積層された第３の方向から見て、前記下部電極の下面のパターンは、前記磁気抵抗効果素子の上面のパターンよりも小さい
ことを特徴とする請求項１に記載の磁気記憶装置。
【請求項３】
前記磁気抵抗効果素子及び前記スイッチング素子が積層された第３の方向から見て、前記下部電極の下面のパターンは、前記磁気抵抗効果素子の上面のパターンの内側に位置している
ことを特徴とする請求項１に記載の磁気記憶装置。
【請求項４】
前記磁気抵抗効果素子の側面は、前記側壁絶縁層の側面に整合している
ことを特徴とする請求項１に記載の磁気記憶装置。
【請求項５】
前記上部電極の前記第２の方向に平行な側面は前記第２の配線の前記第２の方向に平行な側面に整合し、前記スイッチング材料層の前記第２の方向に平行な側面は前記上部電極の前記第２の方向に平行な側面に整合している
ことを特徴とする請求項１に記載の磁気記憶装置。
【請求項６】
前記下部電極の前記第１の電極部分は、前記スイッチング材料層に接している
ことを特徴とする請求項１に記載の磁気記憶装置。
【請求項７】
前記下部電極は、前記磁気抵抗効果素子と前記第１の電極部分との間に設けられ、前記第１の電極部分の材料とは異なる材料で形成された第２の電極部分をさらに含む
ことを特徴とする請求項１に記載の磁気記憶装置。
【請求項８】
前記第２の電極部分は、チタン（Ｔｉ）及び窒素（Ｎ）を含有する
ことを特徴とする請求項７に記載の磁気記憶装置。
【請求項９】
前記側壁絶縁層の側面は、層間絶縁層で囲まれており、
前記側壁絶縁層は、前記層間絶縁層の材料とは異なる材料で形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の磁気記憶装置。
【請求項１０】
前記側壁絶縁層の材料の熱伝導率は、前記層間絶縁層の材料の熱伝導率よりも高い
ことを特徴とする請求項９に記載の磁気記憶装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、磁気記憶装置に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体基板上に磁気抵抗効果素子及びセレクタ（スイッチング素子）を含むメモリセルが集積化された磁気記憶装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２０－４７６６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
優れた特性を有する磁気記憶装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態に係る磁気記憶装置は、第１の方向に延伸する第１の配線と、前記第１の配線の上層側に設けられ、前記第１の方向と交差する第２の方向に延伸する第２の配線と、前記第１の配線と前記第２の配線との間に設けられ、磁気抵抗効果素子と、前記磁気抵抗効果素子の上層側に積層されたスイッチング素子とを含むメモリセルと、を備える磁気記憶装置であって、前記スイッチング素子は、カーボン（Ｃ）を主成分として含有する第１の電極部分を含む下部電極と、前記下部電極の上層側に設けられた上部電極と、前記下部電極と前記上部電極との間に設けられた部分を含むスイッチング材料層と、前記下部電極の側面を囲む側壁絶縁層と、を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
実施形態に係る磁気記憶装置の基本的な構成を模式的に示した斜視図である。
実施形態に係る磁気記憶装置の詳細な構成を模式的に示した断面図である。
実施形態に係る磁気記憶装置の詳細な構成を模式的に示した断面図である。
実施形態に係る磁気記憶装置の磁気抵抗効果素子の構成を模式的に示した断面図である。
実施形態に係る磁気記憶装置の磁気抵抗効果素子の構成を模式的に示した断面図である。
実施形態に係る磁気記憶装置における、下部電極の下面のパターン、側壁絶縁層の下面のパターン及び磁気抵抗効果素子の上面のパターンの関係を模式的に示した平面パターン図である。
実施形態に係る磁気記憶装置のセレクタの電流－電圧特性を模式的に示した図である。
実施形態に係る磁気記憶装置の製造方法の一部を模式的に示した断面図である。
実施形態に係る磁気記憶装置の製造方法の一部を模式的に示した断面図である。
実施形態に係る磁気記憶装置の製造方法の一部を模式的に示した断面図である。
実施形態に係る磁気記憶装置の製造方法の一部を模式的に示した断面図である。
実施形態に係る磁気記憶装置の製造方法の一部を模式的に示した断面図である。
実施形態に係る磁気記憶装置の製造方法の一部を模式的に示した断面図である。
実施形態に係る磁気記憶装置の製造方法の一部を模式的に示した断面図である。
実施形態に係る磁気記憶装置の製造方法の一部を模式的に示した断面図である。
実施形態に係る磁気記憶装置の製造方法の一部を模式的に示した断面図である。
実施形態に係る磁気記憶装置の製造方法の一部を模式的に示した断面図である。
実施形態に係る磁気記憶装置の製造方法の一部を模式的に示した断面図である。
実施形態に係る磁気記憶装置の製造方法の一部を模式的に示した断面図である。
実施形態に係る磁気記憶装置の製造方法の一部を模式的に示した断面図である。
実施形態に係る磁気記憶装置の製造方法の一部を模式的に示した断面図である。
実施形態に係る磁気記憶装置の製造方法の一部を模式的に示した断面図である。
実施形態に係る磁気記憶装置の製造方法の一部を模式的に示した断面図である。
実施形態に係る磁気記憶装置の製造方法の一部を模式的に示した断面図である。
実施形態に係る磁気記憶装置の製造方法の一部を模式的に示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照して実施形態を説明する。
【０００８】
図１は、実施形態に係る磁気記憶装置（不揮発性磁気記憶装置）の基本的な構成を模式的に示した斜視図である。
【０００９】
図１に示すように、磁気記憶装置は、それぞれがＸ方向に延伸する複数の第１の配線１０と、複数の第１の配線１０の上層側に設けられ且つそれぞれがＹ方向に延伸する複数の第２の配線２０と、それぞれが対応する第１の配線１０と対応する第２の配線２０との間に設けられた複数のメモリセル３０とを含んでいる。各メモリセル３０は、磁気抵抗効果素子４０と、磁気抵抗効果素子４０に対して直列に接続され且つ磁気抵抗効果素子４０の上層側に積層されたセレクタ（スイッチング素子）５０とを含んでいる。すなわち、各メモリセル３０は、磁気抵抗効果素子４０及びセレクタ５０がＺ方向に積層された構造を有している。
【００１０】
なお、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向は、互いに交差する方向である。具体的には、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向は、互いに直交している。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許