[发明专利]存储装置及其制造方法

说明书

关联申请

本申请享有以日本专利申请2011-194634号(申请日：2011年9月7日)为基础申请的优先权。本申请通过参照该基础申请而包含基础申请的全部内容。

技术领域

本发明涉及存储装置及其制造方法。

背景技术

磁阻存储器(MRAM：Magnetoresistive Random Access Memory)是利用磁性隧道接合(MTJ：Magnetic Tunnel Junction)元件的电阻的变化进行信息存储的非易失性存储器之一。MTJ元件具有一对铁磁性层和设置于该一对铁磁性层之间的隧道势垒层。MTJ元件是通过在铁磁性层的磁化方向的平行、反平行的状态，使针对在隧道势垒层中流动的隧道电流的电阻值变化的元件。在由这样的MRAM实现的存储装置中，在实现多值化(3值以上)时，期望元件构造及制造工序的简单化。

发明内容

本发明的实施方式，提供在实现多值化时能够达到元件构造及制造工序的简单化的存储装置及其制造方法。

实施方式所涉及的存储装置具备：第1信号线、第2信号线、晶体管、第1存储区域和第2存储区域。

晶体管对在第1信号线与第2信号线之间流动的第1方向的电流及与前述第1方向相反的第2方向的电流的各自的导通进行控制。

第1存储区域连接于第1信号线与晶体管的一端之间。此外，第1存储区域具有第1磁性隧道接合元件，该第1磁性隧道接合元件若在第1方向流动第1平行阈值以上的电流则磁化的朝向成为平行，若在第2方向流动第1反平行阈值以上的电流则磁化的朝向成为反平行。

第2存储区域连接于第2信号线与晶体管的另一端之间。此外，第2存储区域具有第2磁性隧道接合元件，该第2磁性隧道接合元件若在第2方向流动比前述第1平行阈值大的第2平行阈值以上的电流则磁化的朝向成为平行，若在第1方向流动比第1反平行阈值大的第2反平行阈值以上的电流则磁化的朝向成为反平行。

根据本发明的实施方式，能够提供在实现多值化时能够达到元件构造及制造工序的简单化的存储装置及其制造方法。

附图说明

图1(a)～(c)是例示第1实施方式所涉及的存储装置的结构的示意性剖面图。

图2是例示第1实施方式所涉及的存储装置的示意性俯视图。

图3(a)～(c)是图2所示的部分的示意性放大剖面图。

图4(a)～(b)是例示存储装置的电路结构的图。

图5(a)～图6(b)是说明具体的写入工作的示意性剖面图。

图7(a)～图10(b)是说明本实施方式所涉及的制造方法的示意性剖面图。

图11是例示第3实施方式所涉及的存储装置的示意性剖面图。

图12(a)～(b)是例示存储区域的层构造的示意性剖面图。

图13(a)～图15(b)是说明本实施方式所涉及的制造方法的示意性剖面图。

图16是例示存储装置及其周边电路的框图。

图17(a)～图18(h)是说明具体的写入工作的示意性剖面图。

具体实施方式

以下，基于附图说明本发明的实施方式。

另外，附图是示意性或概念性的图，各部分的厚度与宽度的关系、部分之间的大小的比系数等未必与现实的情况相同。此外，即使在表示相同部分的情况下，也有时相互的尺寸和/或比系数依附图而不同地进行表示。

此外，在本说明书及各图中，对于与关于已经出现的图而前面描述了的要素相同的要素赋予同一符号并适宜省略详细的说明。

(第1实施方式)

图1(a)～(c)是例示第1实施方式所涉及的存储装置的结构的示意性剖面图。

图2是例示第1实施方式所涉及的存储装置的示意性俯视图。

图3(a)～(c)是图2所示的部分的示意性放大剖面图。

图4(a)～(b)是例示存储装置的电路结构的图。

图1(a)表示图2所示的A-A线剖面。图3(a)表示图2所示的B-B线剖面。图3(b)表示图2所示的C-C剖面。图3(c)表示图2所示的D-D线剖面。本实施方式所涉及的存储装置110具备：第1信号线BL(1)、第2信号线BL(2)、晶体管Tr、第1存储区域10和第2存储区域20。

第1信号线BL(1)及第2信号线BL(2)例如是位线。