專利名稱：采用soi基板的磁存儲(chǔ)器及其制造方法
(相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)基于2001年11月7日在先申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)2001-342289號(hào)，并主張其優(yōu)先權(quán)，該在先申請(qǐng)的全部內(nèi)容在此引入作為參考。)
圖15A、15B、15C表示現(xiàn)有技術(shù)的磁存儲(chǔ)器的MTJ元件剖面圖。以下，說明用作MRAM存儲(chǔ)元件的MTJ元件。
如圖15A所示，MTJ元件31是以兩層磁性層(強(qiáng)磁性層)41、43夾著絕緣層(隧道接合層)42的構(gòu)造。就MRAM而言，利用該MTJ元件31存儲(chǔ)“1”、“0”信息。該“1”、“0”信息，根據(jù)MTJ元件31中的兩層磁性層41、43磁化方向是平行還是反平行來判斷。在這里，所謂平行意味著兩層磁性層41、43的磁化方向相同，所謂反平行意味兩層磁性層41、43的磁化方向相反。
即，如圖15B所示，兩層磁性層41、43的磁化方向成了平行的場(chǎng)合，夾于這兩層磁性層41、43間的絕緣層42隧道電阻變成最低。該狀態(tài)，例如是“1”的狀態(tài)。另一方面，如圖15C所示，兩層磁性層41、43的磁化方向成為反平行的場(chǎng)合，夾于這兩層磁性層41、43間的絕緣層42隧道電阻變成最高。該狀態(tài)，例如是“0”的狀態(tài)。
另外，一般，在兩層磁性層41、43一側(cè)，配置反強(qiáng)磁性層103。該反強(qiáng)磁性層103是用于通過固定一側(cè)磁性層41磁化方向，僅僅改變另一側(cè)磁性層43磁化方向，容易寫入信息的構(gòu)件。
圖16表示現(xiàn)有技術(shù)磁存儲(chǔ)器的矩陣狀配置的MTJ元件。圖17表示現(xiàn)有技術(shù)磁存儲(chǔ)器的星狀曲線。圖18表示現(xiàn)有技術(shù)磁存儲(chǔ)器的MTJ曲線。以下，簡單說明對(duì)MTJ元件的寫入動(dòng)作原理。
如圖16所示，MTJ元件31被配置在互相交叉的寫入字線28與位線(數(shù)據(jù)選擇線)32的交點(diǎn)。而且，數(shù)據(jù)的寫入，通過分別使電流流到寫入字線28和位線32，利用隨流入該兩布線28、32的電流而作用的磁場(chǎng)，使MTJ元件31的磁化方向成為平行或反平行的辦法來達(dá)成。
例如，寫入時(shí)，位線32上只流動(dòng)向著一個(gè)方向的電流I1，寫入字線28上按照寫入數(shù)據(jù)流動(dòng)向一個(gè)方向或另一個(gè)方向的電流I2、I3。在這里，當(dāng)寫入字線28上流動(dòng)向一個(gè)方向的電流I2時(shí)，MTJ元件31的磁化方向變成了平行(“1”狀態(tài))。當(dāng)寫入字線28上流動(dòng)向另一個(gè)方向的電流I3時(shí)，MTJ元件31的磁化方向變成反平行(“0”狀態(tài))。
這樣，MTJ元件31的磁化方向變化的結(jié)構(gòu)如下。即，如果電流流向選定的寫入字線28，在MTJ元件31的長邊方向，即容易軸方向發(fā)生磁場(chǎng)Hx。并且，如果電流流向選定的位線32，在MTJ元件31的短邊方向，即困難軸方向發(fā)生磁場(chǎng)Hy。因此，對(duì)位于選定的寫入字線28與選定的位線32的交點(diǎn)的MTJ元件31來說，受容易軸方向的磁場(chǎng)Hx和困難軸方向的磁場(chǎng)Hy的合成磁場(chǎng)作用。
在這里，如圖17所示，容易軸方向的磁場(chǎng)Hx和困難軸方向的磁場(chǎng)Hy的合成磁場(chǎng)的大小處于用實(shí)線表示的星狀曲線外側(cè)(斜線部分)的場(chǎng)合，可使磁性層43的磁化方向反轉(zhuǎn)。相反，容易軸方向的磁場(chǎng)Hx和困難軸方向的磁場(chǎng)Hy的合成磁場(chǎng)的大小處于星狀曲線內(nèi)側(cè)(空白部分)的場(chǎng)合，不能使磁性層43的磁化方向反轉(zhuǎn)。
并且，如圖18的實(shí)線和虛線所示，根據(jù)困難軸方向的磁場(chǎng)Hy的大小，為了改變MTJ元件31的電阻值，也需要變更容易軸方向的磁場(chǎng)Hx大小。通過利用該現(xiàn)象，只要改變陣列狀配置的存儲(chǔ)單元中，存在于選定寫入字線28與選定位線32交點(diǎn)的MTJ元件31磁化方向，就可以改變MTJ元件31的電阻值。
另外，MTJ元件31的電阻值變化率用MR(磁致電阻比)表示。例如，如果在容易軸方向發(fā)生磁場(chǎng)Hx，MTJ元件31的電阻值與發(fā)生磁場(chǎng)Hx前比較，例如約變化17％，這時(shí)的MR比為17％。該MR比隨磁性層的性質(zhì)而變化，現(xiàn)在也能夠獲得MR比為約50％是MTJ元件。
如以上那樣，分別改變?nèi)菀纵S方向磁場(chǎng)Hx和困難軸方向磁場(chǎng)Hy的大小，通過改變其合成磁場(chǎng)的大小，控制MTJ元件31的磁化方向。這樣一來，制造MTJ元件31的磁化方向變成平行的狀態(tài)或MTJ元件31的磁化方向變成反平行的狀態(tài)，就可以存儲(chǔ)“1”或“0”的信息。
圖19表示具備現(xiàn)有技術(shù)晶體管的磁存儲(chǔ)器剖面圖。圖20表示具備現(xiàn)有技術(shù)二極管的磁存儲(chǔ)器剖面圖。以下，簡單說明讀出MTJ元件內(nèi)存儲(chǔ)信息的動(dòng)作。
數(shù)據(jù)的讀出，可采用使電流流入選定的MTJ元件31，檢測(cè)該MTJ元件31電阻值的辦法進(jìn)行。該電阻值隨MTJ元件31上外加磁場(chǎng)而變化。這樣變化的電阻值用如下方法讀出來。
例如，圖19是采用MOSFET64作為讀出用開關(guān)元件的例子。如圖19所示，1單元內(nèi)，MTJ元件31與MOSFET64的源/漏擴(kuò)散層63串聯(lián)連接起來。而且，由于接通任意的MOSFET64柵極，可以形成沿位線32～MTJ元件31～下部電極30～接點(diǎn)29～第2布線28～接點(diǎn)27～第1布線26～接點(diǎn)25～源/漏擴(kuò)散層63流動(dòng)電流的電流路徑，可讀出與接通后的MOSFET64連接的MTJ元件31的電阻值。
并且，圖20是采用二極管73作為讀出用開關(guān)元件的例子。如圖20所示，1單元內(nèi)，一個(gè)MTJ元件31與由P+型第1擴(kuò)散層71和N-型第2擴(kuò)散層72構(gòu)成的二極管73串聯(lián)連接起來。而且，通過調(diào)整偏置電壓使任意的二極管73流動(dòng)電流，可以讀出與該二極管73連接的MTJ元件31電阻值。
如以上那樣，讀出MTJ元件31電阻值的結(jié)果，可判斷電阻值低的場(chǎng)合為寫入“1”的信息，電阻值高的場(chǎng)合為“0”。
上述現(xiàn)有技術(shù)的磁存儲(chǔ)器中，在塊狀襯底61上形成開關(guān)元件。因此，采用二極管73作為開關(guān)元件的磁存儲(chǔ)器中，如圖20所示，為了與鄰接單元電隔離，形成N-型第2擴(kuò)散層72使其比元件隔離區(qū)65底面淺，該N-型第2擴(kuò)散層72內(nèi)的表面上形成P+型第1擴(kuò)散層71。因此，利用塊狀襯底61形成二極管73時(shí)，需要非常淺地形成P+型第1擴(kuò)散層71。但是形成淺P+型第1擴(kuò)散層71，工藝上是非常困難的，難以獲得均勻的二極管特性。

發(fā)明內(nèi)容
按照本發(fā)明的第1方面的磁存儲(chǔ)器具備備有第1半導(dǎo)體層、該第1半導(dǎo)體層上邊形成的第1絕緣膜、和該第1絕緣膜上邊形成的第2半導(dǎo)體層的SOI襯底；具有從上述第2半導(dǎo)體層表面到達(dá)上述第1絕緣膜的深度并在上述第2半導(dǎo)體層內(nèi)選擇地形成的元件隔離絕緣膜；上述第2半導(dǎo)體層上形成的開關(guān)元件；與上述開關(guān)元件連接的磁阻效應(yīng)元件；在上述磁阻效應(yīng)元件下方與上述磁阻效應(yīng)元件隔開配置并在第1方向延伸的第1布線；以及上述磁阻效應(yīng)元件上邊形成并在與上述第1方向不同的第2方向延伸的第2布線。
按照本發(fā)明的第2方面的磁存儲(chǔ)器的制造方法具備形成備有第1半導(dǎo)體層、該第1半導(dǎo)體層上邊配置的第1絕緣膜、和該第1絕緣膜上邊配置的第2半導(dǎo)體層的SOI襯底；在上述第2半導(dǎo)體層內(nèi)選擇地形成元件隔離絕緣膜；該元件隔離絕緣膜具有從上述第2半導(dǎo)體層表面到達(dá)上述第1絕緣膜的深度并在上述第2半導(dǎo)體層上形成的開關(guān)元件；形成在第1方向延伸的第1布線；在上述第1布線上方與上述第1布線隔開并形成與上述開關(guān)元件連接的磁阻效應(yīng)元件；上述磁阻效應(yīng)元件上邊，形成在與上述第1方向不同的第2方向延伸的第2布線。
圖2是表示本發(fā)明第1實(shí)施例的磁存儲(chǔ)器的電路圖。
圖3A、3B是表示本發(fā)明各實(shí)施例的一重隧道結(jié)構(gòu)造的MTJ元件的剖面圖。
圖4A、4B是表示本發(fā)明各實(shí)施例的二重隧道結(jié)構(gòu)造的MTJ元件的剖面圖。
圖5、6、7是表示本發(fā)明第1實(shí)施例的磁存儲(chǔ)器各制造工序的剖面圖。
圖8是表示本發(fā)明第2實(shí)施例的磁存儲(chǔ)器的電路圖。
圖9A、9B是本發(fā)明第3實(shí)施例的磁存儲(chǔ)器的剖面圖。
圖10A、10B、10C是表示本發(fā)明第3實(shí)施例磁存儲(chǔ)器的第1方法的各制造工序的剖面圖。
圖11A、11B、11C、11D、11E、11F是表示本發(fā)明第3實(shí)施例磁存儲(chǔ)器的第2方法的各制造工序的剖面圖。
圖12是表示本發(fā)明第4實(shí)施例的磁存儲(chǔ)器的平面圖。
圖13A是沿圖12的XIIIA-XIIIA線的磁存儲(chǔ)器剖面圖。
圖13B是沿圖12的XIIIB-XIIIB線的磁存儲(chǔ)器剖面圖。
圖14是表示本發(fā)明第4實(shí)施例的磁存儲(chǔ)器的電路圖。
圖15A、15B、15C是表示現(xiàn)有技術(shù)的MTJ元件的剖面圖。
圖16是表示現(xiàn)有技術(shù)磁存儲(chǔ)器的矩陣狀配置的MTJ元件圖。
圖17是表示現(xiàn)有技術(shù)磁存儲(chǔ)器的星狀曲線圖。
圖18是表示現(xiàn)有技術(shù)磁存儲(chǔ)器的MTJ元件曲線圖。
圖19是具備現(xiàn)有技術(shù)晶體管的磁存儲(chǔ)器的剖面圖。
圖20是具備現(xiàn)有技術(shù)二極管的磁存儲(chǔ)器的剖面圖。
以下，參照


本發(fā)明的實(shí)施例。該說明中，全部附圖范圍內(nèi)，對(duì)共同的部分賦予共同的附圖標(biāo)記。
第1實(shí)施例是采用SOI(硅-絕緣物)襯底形成二極管，固定柵電極電位的例子。
圖1表示本發(fā)明第1實(shí)施例的磁存儲(chǔ)器剖面圖。圖2表示本發(fā)明第1實(shí)施例的磁存儲(chǔ)器示意電路圖。
如圖1、圖2所示，第1實(shí)施例的磁存儲(chǔ)器利用由第1、第2半導(dǎo)體層11、12和形成于這第1、第2半導(dǎo)體層11、12之間的埋入氧化膜13構(gòu)成的SOI襯底14。該SOI襯底14上，從第2半導(dǎo)體層12表面到達(dá)埋入氧化膜13的深度，選擇性地形成例如STI(淺槽隔離)構(gòu)造的元件隔離區(qū)15，對(duì)每一單元形成以埋入氧化膜13和元件隔離區(qū)15包圍的第2半導(dǎo)體層12。由該絕緣膜13、15包圍的第2半導(dǎo)體層12上邊。介以柵絕緣膜16選擇性形成柵電極17。將該柵電極17固定于規(guī)定的電位，例如固定于地電位。而且，柵電極17的一端第2半導(dǎo)體層12內(nèi)形成P+型第1擴(kuò)散層19，柵電極17的另一端第2半導(dǎo)體層12內(nèi)形成N+型第2擴(kuò)散層21。這樣一來，SOI襯底14上就形成了所謂的柵極控制型二極管10。
并且，在二極管10的P+型第1擴(kuò)散層19上，通過第1到第4的接點(diǎn)23a、25、27、29，第1到第3的布線24a、26、28a和下部電極30，串聯(lián)連接MTJ元件31。該MTJ元件31上連接有位線32，并在MTJ元件31的下方與MTJ元件31隔開，配置由第3布線構(gòu)成的寫入字線28b。
并且，將第1接點(diǎn)23b和第1布線24b連到二極管10的第2擴(kuò)散層21，將第1布線24b連到外圍電路(圖未示出)。
如以上那樣，MTJ元件31由磁化方向固定的磁化固著層(磁性層)41、隧道接合層(非磁性層)42和磁化方向反轉(zhuǎn)的磁記錄層(磁性層)43的至少3層構(gòu)成。而且，MTJ元件31形成由一層隧道接合層42構(gòu)成的一重隧道結(jié)構(gòu)造或由兩層隧道接合層42構(gòu)成的二重隧道結(jié)構(gòu)造。以下，說明一重隧道結(jié)構(gòu)造或二重隧道結(jié)構(gòu)造的MTJ元件31的例子。
圖3A中所示一重隧道結(jié)構(gòu)造的MTJ元件31包括順序?qū)盈B模板層101、初始強(qiáng)磁性層102、反強(qiáng)磁性層103和基準(zhǔn)強(qiáng)磁性層104的磁化固著層41；該磁化固著層41上邊形成的隧道接合層42；以及該隧道接合層42上邊順序?qū)盈B自由強(qiáng)磁性層105、接點(diǎn)層106的磁記錄層43。
圖3B中所示的一重隧道結(jié)構(gòu)造的MTJ元件31包括順序?qū)盈B模板層101、初始強(qiáng)磁性層102、反強(qiáng)磁性層103、強(qiáng)磁性層104′、非磁性層107和強(qiáng)磁性層104″的磁化固著層41；該磁化固著層41上邊形成的隧道接合層42；以及該隧道接合層42上邊順序形成強(qiáng)磁性層105′、非磁性層107、強(qiáng)磁性層105″和接點(diǎn)層106的磁記錄層43。
另外，圖3B所示的MTJ元件31中，由于導(dǎo)入由磁化固著層41內(nèi)的強(qiáng)磁性層104′、非磁性層107、強(qiáng)磁性層104″組成的3層構(gòu)造和由磁記錄層43內(nèi)的強(qiáng)磁性層105′、非磁性層107、強(qiáng)磁性層105″組成的3層構(gòu)造，比圖3A所示的MTJ元件31還能抑制強(qiáng)磁性內(nèi)部的磁極發(fā)生，可以提供更加適合微細(xì)化的單元構(gòu)造。
圖4A中所示的二重隧道結(jié)構(gòu)造的MTJ元件31包括順序?qū)盈B模板層101、初始強(qiáng)磁性層102、反強(qiáng)磁性層103和基準(zhǔn)強(qiáng)磁性層104的第1磁化固著層41a；該第1磁化固著層41a上邊形成的第1隧道接合層42a；該第1隧道接合層42a上邊形成的磁記錄層43；該磁記錄層43上邊形成的第2隧道接合層42b；以及該第2隧道接合層42b上邊順序?qū)盈B基準(zhǔn)強(qiáng)磁性層104、反強(qiáng)磁性層103、初始強(qiáng)磁性層102和接點(diǎn)層106的第2磁化固著層41b。
圖4B中所示的二重隧道結(jié)構(gòu)造的MTJ元件31包括順序?qū)盈B模板層101、初始強(qiáng)磁性層102、反強(qiáng)磁性層103和基準(zhǔn)強(qiáng)磁性層104的第1磁化固著層41a；該第1磁化固著層41a上邊形成的第1隧道接合層42a；該第1隧道接合層42a上邊由強(qiáng)磁性層43′、非磁性層107、強(qiáng)磁性層43″的3層構(gòu)造順序?qū)盈B的磁記錄層43；該磁記錄層43上邊形成的第2隧道接合層42b；以及該第2隧道接合層42b上邊順序?qū)盈B強(qiáng)磁性層104′、非磁性層107、強(qiáng)磁性層104″、反強(qiáng)磁性層103、初始強(qiáng)磁性層102和接點(diǎn)層106的第2磁化固著層41b。
另外，圖4B所示的MTJ元件31中，由于導(dǎo)入構(gòu)成磁記錄層43的強(qiáng)磁性層43′、非磁性層107、強(qiáng)磁性層43″的3層構(gòu)造和第2磁化固著層41b內(nèi)由強(qiáng)磁性層104′、非磁性層107、強(qiáng)磁性層104″組成的3層構(gòu)造，比圖4A所示的MTJ元件31還能抑制強(qiáng)磁性內(nèi)部的磁極發(fā)生，可以提供更加適合微細(xì)化的單元構(gòu)造。
這樣的二重隧道結(jié)構(gòu)造的MTJ元件31，比起一重隧道結(jié)構(gòu)造的MTJ元件31來，施加相同外部偏壓時(shí)的MR比(“1”狀態(tài)與“0”狀態(tài)的電阻變化率)的惡化減少，可在更高偏壓下動(dòng)作。即，二重隧道結(jié)構(gòu)造在讀出單元內(nèi)信息時(shí)很有利。
這樣的一重隧道結(jié)構(gòu)造或二重隧道結(jié)構(gòu)造的MTJ元件31，例如利用以下的材料來形成。
就磁化固著層41、41a、41b和磁記錄層43的材料來說，例如，除Fe、Co、Ni或其合金，磁化極化率大的磁鐵石、CrO2、RXMnO3-y(R稀土類、XCa、Ba、Sr)等的氧化物外，采用NiMnSb、PtMnSb等郝斯勒合金等是理想的。并且，就這些磁性體來說，只要不失去強(qiáng)磁性，也可以多少含有Ag、Cu、Au、Al、Mg、Si、Bi、Ta、B、C、O、N、Pd、Pt、Zr、Ir、W、Mo、Nb等非磁性元素也。
對(duì)構(gòu)成磁化固著層41、41a、41b一部分的反強(qiáng)磁性層103材料來說，采用Fe-Mn、Pt-Mn、Pt-Cr-Mn、Ni-Mn、Ir-Mn、NiO、Fe2O3等是理想的。
對(duì)隧道接合層42、42a、42b的材料來說，可使用Al2O3、SiO2、MgO、AlN、Bi2O3、MgF2、CaF2、SrTiO2、AlLaO3等各種各樣的電介質(zhì)。這些電介質(zhì)里也可以存在氧、氮、氟等缺陷。
圖5到圖7表示本發(fā)明第1實(shí)施例的磁存儲(chǔ)器制造工序剖面圖。以下，簡單說明本發(fā)明第1實(shí)施例的磁存儲(chǔ)器制造方法。
如圖5所示，使用由例如P型的第1半導(dǎo)體層11、第2半導(dǎo)體層12、和例如由硅氧化膜構(gòu)成的埋入氧化膜13構(gòu)成的SOI襯底14。首先，選擇性形成STI構(gòu)造的元件隔離區(qū)15，使其從第2半導(dǎo)體層12的表面到達(dá)埋入氧化膜13。其次，向第2半導(dǎo)體層12內(nèi)進(jìn)行離子注入和熱擴(kuò)散，形成例如P型的第2半導(dǎo)體層12。另外，第2半導(dǎo)體層12也可以制成N型。接著，第2半導(dǎo)體層12上邊，介以柵絕緣膜16選擇性形成柵電極17。
接著，如圖6所示，在柵電極17和第2半導(dǎo)體層12上邊涂布光刻膠18，并將該光刻膠18形成要求的圖形。把該光刻膠18作為掩模，對(duì)第2半導(dǎo)體層12內(nèi)進(jìn)行離子注入和熱擴(kuò)散。因此，在柵電極17一端的第2半導(dǎo)體層12內(nèi)，形成P+型第1擴(kuò)散層19。而后，除去光刻膠18。
接著，如圖7所示，柵電極17和第2半導(dǎo)體層12上邊涂布光刻膠20，并將該光刻膠20形成要求的圖形。把該光刻膠20作為掩模，對(duì)第2半導(dǎo)體層12內(nèi)進(jìn)行離子注入和熱擴(kuò)散。因此，在柵電極17另一端的第2半導(dǎo)體層12內(nèi)，形成N+型第2擴(kuò)散層21，形成二極管。而后，除去光刻膠20。
接著，如圖1所示，在柵電極17、第2半導(dǎo)體層12和元件隔離區(qū)15上邊形成絕緣膜22。而后，使用公知技術(shù)，在絕緣膜22內(nèi)形成第1到第4的接點(diǎn)23a、23b、25、27、29和第1到第3布線24a、24b、26、28a、28b。在這里，第1到第4的接點(diǎn)23a、25、27和第1到第3布線24a、26、28a連到第1擴(kuò)散層19，第1接點(diǎn)23b和第1布線24b連到第2擴(kuò)散層21。并且，第3布線28b具有作為寫入字線的功能。而后，第4接點(diǎn)29上邊形成下部電極30，并在該下部電極30上邊的寫入字線28b上方形成MTJ元件31。而且，該MTJ元件31邊形成位線32。
另外，第1擴(kuò)散層19和第2擴(kuò)散層先形成哪一層也行，由第2擴(kuò)散層21首先形成也可以。
按照上述第1實(shí)施例，因?yàn)椴捎肧OI襯底14形成二極管10，每一個(gè)單元，第2半導(dǎo)體層12都由第2半導(dǎo)體層12下面的埋入氧化膜13和元件隔離區(qū)15包圍起來。即，各單元用與鄰接單元埋入氧化膜13和元件隔離區(qū)15電隔離起來。所以，如現(xiàn)有技術(shù)一樣，因?yàn)榕c鄰接單元電隔離，不需要調(diào)整第1和第2擴(kuò)散層19、20的深度，所以能夠抑制二極管特性的偏差。
并且，如采用SOI襯底14形成二極管10，在形成第1和第2擴(kuò)散層19、21中，離子注入后的熱擴(kuò)散時(shí)，不用擔(dān)心第1和第2擴(kuò)散層19、21向鄰接單元延伸。于是，不需要確保鄰接單元間的長距離，所以能夠縮小存儲(chǔ)單元尺寸。
另外，第1和第2擴(kuò)散層19、21只分開規(guī)定間隔X形成是理想的。這是因?yàn)槿绻纬墒蛊涞?和第2擴(kuò)散層19、21接連，該接連的區(qū)域形成PN結(jié)，就會(huì)發(fā)生漏電流例如，第1和第2擴(kuò)散層19、21間的間隔X也可以約與柵電極17的寬度Y相等，但如果考慮到減少存儲(chǔ)單元區(qū)的專用面積的話，柵電極17寬度Y的約1/2是希望的。這樣，為了把第1和第2擴(kuò)散層19、21間的間隔減少到比柵電極17的寬度Y還小，在柵電極17的側(cè)壁上形成側(cè)壁絕緣膜以前，調(diào)整熱處理時(shí)間形成第1和第2擴(kuò)散層19、21，然后，在柵電極17的側(cè)壁上形成側(cè)壁絕緣膜就行。
并且，第1實(shí)施例中，雖然第2半導(dǎo)體層12設(shè)定為P型層，但是也可以制成N型層，只要設(shè)定第2半導(dǎo)體層12的雜質(zhì)濃度比第1擴(kuò)散層19或第2擴(kuò)散層21的雜質(zhì)濃度還低就行。
第2實(shí)施例是使SOI襯底上邊配置的柵電極電位可變的例子。另外，第2實(shí)施例中只說明與第1實(shí)施例不同的點(diǎn)。
圖8表示本發(fā)明第2實(shí)施例的磁存儲(chǔ)器電路圖。如圖8所示，第2實(shí)施例中，與第1實(shí)施例不同的點(diǎn)就是使柵電極的電位可變。具體地說，成為溝道區(qū)的第2半導(dǎo)體層12是P型擴(kuò)散層的場(chǎng)合，給柵電極17施加負(fù)柵極電壓。另一方面，成為溝道區(qū)的第2半導(dǎo)體層12是N型擴(kuò)散層的場(chǎng)合，給柵電極17施加正柵極電壓。這樣，之所以使柵電極17的電位可變，是由于如下的理由。
第1實(shí)施例的二極管構(gòu)造就是所謂柵控制型的二極管10，該二極管10的I-V特性依賴于柵電壓。其原因是柵電極17下存在的界面能級(jí)。通常，隨著施加到柵電極17上的電壓，在柵電極17下形成耗盡層。這時(shí)，耗盡層內(nèi)存在界面能級(jí)的話，該界面能級(jí)變成復(fù)合中心，發(fā)生反偏電流。一般地說，可以知道柵電電壓正偏越大耗盡層寬度越大，反偏電流也越大。
在這里，如第1實(shí)施例的圖1那樣，成為柵電極17下溝道區(qū)的第2半導(dǎo)體層12是P型擴(kuò)散層的場(chǎng)合，由N+型第2擴(kuò)散層21與P型第2擴(kuò)散層12形成的PN結(jié)便成了問題。因而，為了防止界面能級(jí)引起反偏電流的發(fā)生，只要將柵極電壓設(shè)定為負(fù)值就行。相反，柵電極17下面的成為溝道區(qū)的第2半導(dǎo)體層12是N型擴(kuò)散層的場(chǎng)合，只要將柵極電壓設(shè)定為正值就行。這樣，第2實(shí)施例中，為了防止界面能級(jí)引起的反偏電流的發(fā)生，使柵電極17的時(shí)位可變。
按照上述第2實(shí)施例，可以獲得與第1實(shí)施例同樣的效果。
進(jìn)而，根據(jù)溝道區(qū)的第2半導(dǎo)體層12的導(dǎo)電類型，由于可使柵電極17的柵極電壓變成為正或負(fù)值。能夠防止界面能級(jí)引起反偏電流的發(fā)生。
第3實(shí)施例是在存儲(chǔ)單元陣列區(qū)利用SOI襯底，外圍電路區(qū)利用塊狀襯底的構(gòu)造例子。另外，第3實(shí)施例中只說明與第1實(shí)施例不同點(diǎn)。
圖9A、9B表示本發(fā)明第3實(shí)施例的磁存儲(chǔ)器剖面圖。如圖9A、9B所示，第3實(shí)施例的磁存儲(chǔ)器不是把SOI襯底14用于存儲(chǔ)單元區(qū)和外圍電路區(qū)的雙方，而只是外圍電路區(qū)為塊狀襯底51。具體地說，存儲(chǔ)單元陣列區(qū)與第1實(shí)施例同樣，采用SOI襯底14形成二極管10。另一方面，外圍電路區(qū)采用塊狀襯底51，在該塊狀襯底51上邊形成外圍晶體管52。
在這里，圖9A的構(gòu)造中，塊狀襯底51的表面應(yīng)該與SOI襯底14的第1半導(dǎo)體層11表面大致相等的高度。因此，在存儲(chǔ)單元陣列區(qū)與外圍電路區(qū)的邊界發(fā)生臺(tái)階差，存儲(chǔ)單元陣列區(qū)和外圍電路區(qū)上的柵電極17、53位于不同的高度。
并且，在圖9B的構(gòu)造中，塊狀襯底51的表面應(yīng)該與SOI襯底14的第2半導(dǎo)體層12表面大致相等的高度。因此，在存儲(chǔ)單元陣列區(qū)與外圍電路區(qū)的邊界不發(fā)生臺(tái)階差，存儲(chǔ)單元陣列區(qū)和外圍電路區(qū)上的柵電極17、53位于相同的高度。
圖10A到圖11C表示本發(fā)明第3實(shí)施例的磁存儲(chǔ)器制造工序的剖面圖。在這里，說明僅為存儲(chǔ)單元陣列區(qū)形成SOI襯底的二種方法。
首先，利用圖10A、10B、10C說明用第1方法的制造工序。如圖10A所示，在存儲(chǔ)單元陣列區(qū)和外圍電路區(qū)的例如P型硅襯底上邊，形成掩模層的硅氧化膜2。而且，該硅氧化膜2上邊形成光刻膠3，并制成圖形，使其僅僅殘留于存儲(chǔ)單元陣列區(qū)上。隨后，如圖10B所示，以光刻膠3為掩模，選擇性蝕刻硅氧化膜2以后，除去光刻膠3。而且，以硅氧化膜2為掩模，只給外圍電路區(qū)離子注入例如O+。而后，除去硅氧化膜2。然后，如圖10C所示，通過進(jìn)行退火，只在存儲(chǔ)單元陣列區(qū)形成埋入氧化膜13，形成SOI襯底14。
接著，利用圖11A、11B、11C，說明用第2方法的制造工序。如圖11A所示，形成由第1和第2半導(dǎo)體層11、12，和在這些第1、第2半導(dǎo)體層11、12間形成的埋入氧化膜13構(gòu)成的SOI襯底14。而且，第2半導(dǎo)體層12上邊形成光刻膠3，并制成圖形使其只殘留在存儲(chǔ)單元陣列區(qū)上。然后，如圖11B所示，以光刻膠3為掩模，蝕刻外圍電路區(qū)中的第2半導(dǎo)體層12和埋入氧化膜13。然后，如圖11C所示，除去光刻膠3。這樣一來，只在存儲(chǔ)單元陣列區(qū)留下SOI襯底14。
另外，圖11C的工序后，用如下的方法，也不會(huì)形成存儲(chǔ)單元陣列區(qū)與外圍電路區(qū)的臺(tái)階差。例如，如圖11D所示，在整個(gè)存儲(chǔ)單元陣列區(qū)和外圍電路區(qū)上淀積氮化硅膜4。而且，利用光刻技術(shù)，只除去外圍電路區(qū)的氮化硅膜4。然后，如圖11E所示，通過用選擇外延生長法(SEG)，使露出面的Si選擇生長直至第2半導(dǎo)體層12的表面為止，在外圍電路區(qū)形成外延生長層5。然后，如圖11F所示，除去第2半導(dǎo)體層12上的氮化硅膜4。
按照上述第3實(shí)施例，不僅能夠獲得與第1實(shí)施例同樣的效果，而且進(jìn)而具有如下的效果。
一般地說，SOI襯底14上邊形成的CMOS電路中，需要給晶體管附加體接點(diǎn)，因而存在只設(shè)置體接點(diǎn)部分芯片面積增大的缺點(diǎn)。對(duì)此，第3實(shí)施例中，存儲(chǔ)單元陣列區(qū)采用SOI襯底，而外圍電路區(qū)采用塊狀襯底51。因此，外圍晶體管52上不需要附加體接點(diǎn)，所以與存儲(chǔ)單元陣列區(qū)和外圍電路區(qū)兩者都采用SOI襯底比較，能夠縮小芯片面積。
另外，向第2實(shí)施例一樣，使第3實(shí)施例的存儲(chǔ)單元陣列區(qū)的柵電極電壓可變。這時(shí)，能夠獲得與第2和第3實(shí)施例同樣的效果。
上述第1到第3實(shí)施例中，用寫入字線和位線的二軸進(jìn)行寫入。相對(duì)于此，第4實(shí)施例是只用位線的一軸進(jìn)行寫入。
圖12表示本發(fā)明第4實(shí)施例的磁存儲(chǔ)器平面圖。圖13A表示沿圖12的XIIIA-XIIIA線的磁存儲(chǔ)器剖面圖，圖13B表示沿圖12的XIIIB-XIIIB線的磁存儲(chǔ)器剖面圖。圖14表示第4實(shí)施例的存儲(chǔ)器器電路圖。在這里，僅說明與第1實(shí)施例不同的構(gòu)造。
如圖12、13A、13B、14B所示，第4實(shí)施例磁存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)單元由MTJ元件；寫入用的晶體管Tr1、Tr2；讀出用的晶體管Tr3；以及位線BL1、BL2、BLC1構(gòu)成。
具體地說，SOI襯底14上，分別形成作為寫入用開關(guān)元件的晶體管Tr1、Tr2。
晶體管Tr1的柵電極起讀出和寫入字線WL1功能。晶體管Tr1的一方擴(kuò)散層，通過金屬布線ML1和接點(diǎn)C1等，連到位線連接布線BLC1。晶體管Tr1的另一方擴(kuò)散層，通過金屬布線ML3和接點(diǎn)C3，連到位線BL1。
晶體管Tr2的柵電極起寫入字線WWL1功能。晶體管Tr2的一方擴(kuò)散層，通過金屬布線ML2和接點(diǎn)C2等，連到位線連接布線BLC1。晶體管Tr2的另一方擴(kuò)散層，通過金屬布線ML5和接點(diǎn)C5，連到位線BL2。
而且，位線連接布線BLC1上連接MTJ元件，該MTJ元件連到地(GND)線。在這里，也可以將作為讀出用的開頭元件的晶體管Tr3連到MTJ元件上。
另外，因?yàn)閷懭氩季€為1條，通過使成為寫入布線的位線連接布線BLC1的延伸方向與MTJ元件的磁化方向的相交角度從90度傾斜一定程度(例如45度)，使磁化容易反轉(zhuǎn)。
這種一軸寫入式磁存儲(chǔ)器，如下進(jìn)行數(shù)據(jù)的寫入和讀出。
首先，將數(shù)據(jù)寫入MTJ元件的場(chǎng)合，接通作為選擇單元晶體管Tr1、Tr2柵電極的字線WL1和寫入字線WWL1，使寫入電流從位線BL1流到位線BL2或與其相反。依靠該寫入電流發(fā)生的磁場(chǎng)，改變MTJ元件記錄層的磁化方向。在這里，可以按照打算變更的磁化方向選擇電流方向。另外，寫入的時(shí)候，為了防止寫入電流流到MTJ元件，連接到共同GND線上的晶體管Tr3變成斷開。
一方面，讀出MTJ元件的數(shù)據(jù)的場(chǎng)合，使選擇單元晶體管Tr1的字線WL1成為接通，全部的寫入字線WWL1、2、…成為斷開。而且，從位線BL1通過MTJ元件，向GND流動(dòng)讀出電流，用連到位線BL1的讀出放大器讀出數(shù)據(jù)。另外，讀出的時(shí)候，連接到共同GND的晶體管Tr3為接通。
按照上述第4實(shí)施例，不僅能夠獲得與第1實(shí)施例同樣的效果，而且進(jìn)而，具有如下的效果。
用寫入字線和位線的二軸進(jìn)行寫入這種構(gòu)造的場(chǎng)合，矩陣狀設(shè)置多條位線和字線，在這些位線與字線上各交點(diǎn)處配置MTJ元件。而且，寫入的時(shí)候，不僅位于選定的位線與選定的字線交點(diǎn)的1個(gè)MTJ元件，而且對(duì)位于選定的位線下方或選定的字線上方的MTJ元件，也進(jìn)行寫入。即，用二軸法進(jìn)行寫入的場(chǎng)合，有誤寫入不完全選擇單元的擔(dān)心。
對(duì)此，第4實(shí)施例中，配置晶體管Tr1、Tr2，使其寫入的時(shí)候，只在位線BL1、BL2之間流動(dòng)電流。因此，除選擇單元外，沒有寫入電流流動(dòng)，所以不存在不完全選擇狀態(tài)的單元。從而，能夠防止不完全選擇狀態(tài)的單元中發(fā)生干擾不良(數(shù)據(jù)保留不良)。
此外，上述第1到第3實(shí)施例中，雖然使用二極管作為開關(guān)元件，但是也可以使用晶體管而不用二極管。并且，上述第4實(shí)施例中，也可以使用二極管而不用晶體管Tr1、Tr2、Tr3。
并且，上述第1到第4實(shí)施例中，雖然采用MTJ元件作為存儲(chǔ)元件，但是也可以采用由兩層磁性層和被這些磁性層夾著的導(dǎo)體層構(gòu)成的GMR(巨磁阻)元件來代替MTJ元件。
其它的優(yōu)點(diǎn)和改進(jìn)對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員是顯而易見的。因此，本發(fā)明在更寬的意義上并不限于這里表示和描述的具體細(xì)節(jié)和表現(xiàn)的各實(shí)施例。所以，應(yīng)該能夠作各種各樣的修改，而不脫離由附屬權(quán)利要求書及其等同物所限定的本發(fā)明總構(gòu)思的精神或范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種磁存儲(chǔ)器，包括備有第1半導(dǎo)體層、該第1半導(dǎo)體層上邊形成的第1絕緣膜、和該第1絕緣膜上邊形成的第2半導(dǎo)體層的SOI襯底；具有從上述第2半導(dǎo)體層表面到達(dá)上述第1絕緣膜的深度并在上述第2半導(dǎo)體層內(nèi)選擇地形成的元件隔離絕緣膜；在上述第2半導(dǎo)體層上形成的開關(guān)元件；與上述開關(guān)元件連接的磁阻效應(yīng)元件；在上述磁阻效應(yīng)元件下方，與上述磁阻效應(yīng)元件分離地配置的在第1方向延伸的第1布線；以及在上述磁阻效應(yīng)元件上邊形成的、且在與上述第1方向不同的第2方向延伸的第2布線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的磁存儲(chǔ)器，其特征是，上述開關(guān)元件是二極管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的磁存儲(chǔ)器，其特征是，上述二極管具備上述第2半導(dǎo)體層上邊介以柵絕緣膜形成的柵電極；上述柵電極一端的上述第2半導(dǎo)體層內(nèi)形成的、并連接到上述磁阻效應(yīng)元件的第1導(dǎo)電型的第1擴(kuò)散層；以及上述柵電極另一端的上述第2半導(dǎo)體層內(nèi)形成的第2導(dǎo)電型的第2擴(kuò)散層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的磁存儲(chǔ)器，其特征是，上述第2擴(kuò)散層，與上述第1擴(kuò)散層分離配置。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的磁存儲(chǔ)器，其特征是，上述第1與第2擴(kuò)散層的間隔大約與上述柵電極寬度相等。
6.根據(jù)權(quán)利要求3的磁存儲(chǔ)器，其特征是，上述第1與第2擴(kuò)散層的間隔是上述柵電極寬度的1/2。
7.根據(jù)權(quán)利要求4的磁存儲(chǔ)器，其特征是，上述第1擴(kuò)散層與上述第2擴(kuò)散層之間的上述第2半導(dǎo)體層是上述第1導(dǎo)電型或上述第2導(dǎo)電型的第3擴(kuò)散層。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的磁存儲(chǔ)器，其特征是，上述第3擴(kuò)散層的雜質(zhì)濃度比上述第1擴(kuò)散層或上述第2擴(kuò)散層的雜質(zhì)濃度要低。
9.根據(jù)權(quán)利要求3的磁存儲(chǔ)器，其特征是，上述柵電極的電位是固定的。
10.根據(jù)權(quán)利要求3的磁存儲(chǔ)器，其特征是，上述柵電極的電位固定為地電位。
11.根據(jù)權(quán)利要求3的磁存儲(chǔ)器，其特征是，上述柵電極的電位是可變的。
12.根據(jù)權(quán)利要求7的磁存儲(chǔ)器，其特征是，上述第3擴(kuò)散層是P型的場(chǎng)合，向上述柵電極施加負(fù)電壓，上述第3擴(kuò)散層是N型的場(chǎng)合，向上述柵電極施加正電壓。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的磁存儲(chǔ)器，其特征是，還具備位于備有上述磁阻效應(yīng)元件和上述開關(guān)元件的存儲(chǔ)單元陣列區(qū)的外圍、具備控制上述開關(guān)元件的外圍電路、并采用塊狀襯底的外圍電路區(qū)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的磁存儲(chǔ)器，其特征是，上述塊狀襯底的表面高度，大約與上述第1半導(dǎo)體層的表面高度相等。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的磁存儲(chǔ)器，其特征是，還具備上述塊狀襯底上邊形成的外延生長層，該外延生長層與上述第2半導(dǎo)體層的表面高度相等，以及在上述外延生長層與上述第2半導(dǎo)體層之間形成的第2絕緣膜。
16.一種磁存儲(chǔ)器，包括備有第1半導(dǎo)體層、該第1半導(dǎo)體層上邊形成的第1絕緣膜、和該第1絕緣膜上邊形成的第2半導(dǎo)體層的SOI襯底；具有從上述第2半導(dǎo)體層表面到達(dá)上述第1絕緣膜的深度并在上述第2半導(dǎo)體層內(nèi)選擇地形成的元件隔離絕緣膜；上述SOI襯底上形成，具有一端和另一端的第1開關(guān)元件；上述SOI襯底上形成，具有一端和另一端的第2開關(guān)元件；與上述第1開關(guān)元件的上述一端連接的第1布線；與上述第2開關(guān)元件的上述一端連接的第2布線；與上述第1開關(guān)元件的上述另一端和上述第2開關(guān)元件的上述另一端連接的第3布線；以及與上述第3布線連接的磁阻效應(yīng)元件。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的磁存儲(chǔ)器，其特征是，上述磁阻效應(yīng)元件的磁化方向，相對(duì)于上述第3布線延伸方向傾斜45度。
18.根據(jù)權(quán)利要求16的磁存儲(chǔ)器，其特征是，上述第1開關(guān)元件的柵電極是寫入和讀出用的字線。
19.根據(jù)權(quán)利要求16的磁存儲(chǔ)器，其特征是，上述第2開關(guān)元件的柵電極是寫入用的字線。
20.根據(jù)權(quán)利要求16的磁存儲(chǔ)器，其特征是，還具備連接到上述磁阻效應(yīng)元件的第3開關(guān)元件。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的磁存儲(chǔ)器，上述第3開關(guān)元件的柵電極是讀出用的字線。
22.根據(jù)權(quán)利要求16的磁存儲(chǔ)器，其特征是，上述磁阻效應(yīng)元件接地。
23.根據(jù)權(quán)利要求16的磁存儲(chǔ)器，其特征是，上述第1和第2開關(guān)元件是晶體管或二極管。
24.根據(jù)權(quán)利要求20的磁存儲(chǔ)器，其特征是，上述第3開關(guān)元件是晶體管或二極管。
25.根據(jù)權(quán)利要求16的磁存儲(chǔ)器，其特征是，將上述第1和第2開關(guān)元件接通，上述第1和第2布線間流動(dòng)電流，向上述磁阻效應(yīng)元件寫入數(shù)據(jù)。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的磁存儲(chǔ)器，其特征是，還具備連接到上述磁阻效應(yīng)元件的第3開關(guān)元件，寫入上述數(shù)據(jù)的時(shí)候，上述第3開關(guān)元件變成斷開。
27.根據(jù)權(quán)利要求16的磁存儲(chǔ)器，其特征是，將上述第1開關(guān)元件接通，上述第2開關(guān)元件斷開，從上述第1布線向上述磁極流動(dòng)電液，讀出上述磁阻效應(yīng)元件的數(shù)據(jù)。
28.根據(jù)權(quán)利要求27的磁存儲(chǔ)器，其特征是，還具備連接到上述磁阻效應(yīng)元件的第3開關(guān)元件，讀出上述數(shù)據(jù)的時(shí)候，上述第3開關(guān)元件變成接通。
29.根據(jù)權(quán)利要求1的磁存儲(chǔ)器，其特征是，上述磁阻效應(yīng)元件是由第1磁性層、第2磁性層和非磁性層的至少三層構(gòu)成的MTJ元件。
30.根據(jù)權(quán)利要求29的磁存儲(chǔ)器，其特征是，上述MTJ元件是具有一層上述非磁性層的一重結(jié)構(gòu)造或具有二層上述非磁性層的二重結(jié)構(gòu)造。
31.一種磁存儲(chǔ)器的制造方法，包括下列步驟形成備有第1半導(dǎo)體層、該第1半導(dǎo)體層上邊配置的第1絕緣膜、和該第1絕緣膜上邊配置的第2半導(dǎo)體層的SOI襯底；在上述第2半導(dǎo)體層內(nèi)選擇地形成元件隔離絕緣膜，該元件隔離絕緣膜具有從上述第2半導(dǎo)體層表面到達(dá)上述第1絕緣膜的深度，在上述第2半導(dǎo)體層上形成開關(guān)元件；形成在第1方向延伸的第1布線；在上述第1布線上方與上述第1布線分離地，形成與上述開關(guān)元件連接的磁阻效應(yīng)元件；以及在上述磁阻效應(yīng)元件上邊，形成在與上述第1方向不同的第2方向延伸的第2布線。
32.根據(jù)權(quán)利要求31的磁存儲(chǔ)器制造方法，其特征是，上述開關(guān)元件是二極管。
33.根據(jù)權(quán)利要求32的磁存儲(chǔ)器制造方法，其特征是，上述二極管的形成包括下列步驟上述第2半導(dǎo)體層上邊介以柵絕緣膜形成柵電極，上述柵電極一端的上述第2半導(dǎo)體層內(nèi)，形成與上述磁極連接的第1導(dǎo)電型的第1擴(kuò)散層，以及上述柵電極另一端的上述第2半導(dǎo)體層內(nèi)，形成第2導(dǎo)電型的第2擴(kuò)散層。
34.根據(jù)權(quán)利要求33的磁存儲(chǔ)器制造方法，其特征是，上述第2擴(kuò)散層是與上述第1擴(kuò)散層分離地形成。
35.根據(jù)權(quán)利要求34的磁存儲(chǔ)器制造方法，其特征是，向上述第1擴(kuò)散層與上述第2擴(kuò)散層之間的上述第2擴(kuò)散層內(nèi)注入雜質(zhì)，形成上述第1導(dǎo)電型或上述第2導(dǎo)電型的第3擴(kuò)散層。
36.根據(jù)權(quán)利要求35的磁存儲(chǔ)器制造方法，其特征是，上述第3擴(kuò)散層形成為其雜質(zhì)濃度比上述第1擴(kuò)散層或上述第2擴(kuò)散層還低。
37.根據(jù)權(quán)利要求33的磁存儲(chǔ)器制造方法，其特征是，上述第1和第2擴(kuò)散層形成為上述第1和第2擴(kuò)散層的間隔成為上述柵電極寬度大約相等。
38.根據(jù)權(quán)利要求33的磁存儲(chǔ)器制造方法，其特征是，上述第1和第2擴(kuò)散層形成為上述第1和第2擴(kuò)散層的間隔成為上述柵電極寬度的1/2。
39.根據(jù)權(quán)利要求31的磁存儲(chǔ)器制造方法，其特征是，形成采用上述SOI襯底的存儲(chǔ)單元陣列區(qū)和采用塊狀襯底的外圍電路區(qū)。
40.根據(jù)權(quán)利要求39的磁存儲(chǔ)器制造方法，其特征是，在上述存儲(chǔ)單元陣列區(qū)的襯底上邊形成掩模層；用上述掩模層作為掩蔽，向上述外圍電路區(qū)的上述襯底內(nèi)進(jìn)行離子注入；通過在上述存儲(chǔ)單元陣列區(qū)的上述襯底內(nèi)形成上述第1絕緣膜，在上述存儲(chǔ)單元陣列區(qū)上形成上述SOI襯底，并在上述外圍電路區(qū)上形成上述塊狀襯底。
41.根據(jù)權(quán)利要求39的磁存儲(chǔ)器制造方法，其特征是，在上述存儲(chǔ)單元陣列區(qū)和上述外圍電路區(qū)上，形成上述SOI襯底；通過除去上述外圍電路區(qū)的上述第1絕緣膜和上述第2半導(dǎo)體層，在上述存儲(chǔ)單元陣列區(qū)上形成SOI襯底，上述外圍電路區(qū)上形成上述塊狀襯底。
42.根據(jù)權(quán)利要求41的磁存儲(chǔ)器制造方法，其特征是，還包括上述SOI襯底和上述塊狀襯底上邊形成第2絕緣膜；除去一部分上述外圍電路區(qū)的上述第2絕緣膜，露出上述塊狀襯底的表面；上述塊狀襯底上邊形成外延生長層；除去上述第2半導(dǎo)體層上的上述第2絕緣膜，使上述外延生長層的表面與上述第2半導(dǎo)體層的表面高度相等。
43.一種磁存儲(chǔ)器的制造方法，包括下列步驟形成備有第1半導(dǎo)體層、該第1半導(dǎo)體層上邊配置的第1絕緣膜、和該第1絕緣膜上邊配置的第2半導(dǎo)體層的SOI襯底；在上述第2半導(dǎo)體層內(nèi)選擇地形成元件隔離絕緣膜，該元件隔離絕緣膜具有從上述第2半導(dǎo)體層表面到達(dá)上述第1絕緣膜的深度，上述SOI襯底上，形成分別具有一端和另一端的第1和第2開關(guān)元件；上述SOI襯底的上方形成磁阻效應(yīng)元件；以及形成第1到第3布線，上述第1布線連接到上述第1開關(guān)元件的上述一端，上述第2布線連接到上述第2開關(guān)元件的上述一端，上述第3布線連接到上述第1開關(guān)元件的上述另一端和上述第2開關(guān)元件的上述另一端以及上述磁阻效應(yīng)元件。
44.根據(jù)權(quán)利要求43的磁存儲(chǔ)器制造方法，其特征是，形成上述磁阻效應(yīng)元件和上述第3布線，使上述磁阻效應(yīng)元件的磁化方向相對(duì)于上述第3布線的延伸方向傾斜45度。
45.根據(jù)權(quán)利要求43的磁存儲(chǔ)器制造方法，其特征是，上述第1和第2開關(guān)元件是晶體管或二極管。
46.根據(jù)權(quán)利要求43的磁存儲(chǔ)器制造方法，其特征是，還具備形成與上述磁阻效應(yīng)元件連接的第3開關(guān)元件。
47.根據(jù)權(quán)利要求46的磁存儲(chǔ)器制造方法，其特征是，上述第3開關(guān)元件是晶體管或二極管。
48.根據(jù)權(quán)利要求43的磁存儲(chǔ)器制造方法，其特征是，上述磁阻效應(yīng)元件是由第1磁性層、第2磁性層和非磁性層至少三層構(gòu)成的MTJ元件。
全文摘要
一種磁存儲(chǔ)器，包括備有第1半導(dǎo)體層、在該第1半導(dǎo)體層上邊形成的第1絕緣膜、和該第1絕緣膜上邊形成的第2半導(dǎo)體層的SOI襯底；具有從上述第2半導(dǎo)體層表面到達(dá)上述第1絕緣膜的深度并在上述第2半導(dǎo)體層內(nèi)選擇地形成的元件隔離絕緣膜；在上述第2半導(dǎo)體層上形成的開關(guān)元件；與上述開關(guān)元件連接的磁阻效應(yīng)元件；在上述磁阻效應(yīng)元件下方，與上述磁阻效應(yīng)元件分離地配置并在第1方向延伸的第1布線；以及在上述磁阻效應(yīng)元件上邊形成、且在與上述第1方向不同的第2方向延伸的第2布線。
文檔編號(hào)H01L27/00GK1417803SQ0215635
公開日2003年5月14日 申請(qǐng)日期2002年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月7日
發(fā)明者淺尾吉昭 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝