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配置具有孔的布線的半導(dǎo)體器件及其制造方法

文檔序號:7159971閱讀:280來源:國知局
專利名稱:配置具有孔的布線的半導(dǎo)體器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及配置具有孔的寬布線的半導(dǎo)體器件及其制造方法。
背景技術(shù)
在多層布線結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件中,如圖22所示,有為了流過大電流而需要寬布線111、112的情況。在這樣的寬布線111、112之間,往往配置有與這種寬布線111、112非導(dǎo)通的布線,特別是通路113等的縱型布線。此時,如圖23所示,寬布線111、112的布線寬度X、通路113的寬度Y、寬布線111、112與通路113之間的距離Z的組合裕度等碰到一起,因而有半導(dǎo)體器件面積增大那樣的問題。
此外,即使配置有利用隧道磁阻效應(yīng)(Tunneling Magneto Resistive以下稱為TMR)的MTJ(碰隧道結(jié))元件的MRAM(磁隨機(jī)存取存儲器)之類的磁存儲裝置中,也有需要寬布線的場所,因而有產(chǎn)生與上述半導(dǎo)體器件同樣問題的情況。
即,如圖24所示,在磁存儲裝置中,在位線127和字線136的交點(diǎn)配置作為存儲元件的MTJ元件130,在該MTJ元件130中寫入數(shù)據(jù)。在該寫入時,必需在位線127和字線136上流過大電流。為此,位線127和字線136的布線寬度必需達(dá)到某一寬度。
如圖25所示,一般地,作為寫入布線的位線127和字線136,有必要覆蓋MTJ元件130。其中,為了謀求磁區(qū)的最佳化,MTJ元件130大多細(xì)長地形成。因此,在MTJ元件130沿字線136的延伸方向(箭頭方向)細(xì)長地形成時,有必要根據(jù)該MTJ元件130的寬度P,使位線127的布線寬度Q變寬。
這樣,在磁存儲裝置中,位線127和字線136的布線寬度變大,因而與上述半導(dǎo)體器件一樣,有器件面積增大這樣的問題。

發(fā)明內(nèi)容
按照本發(fā)明第1方面的半導(dǎo)體器件,包括具有第1孔的第1布線,和與所述第1布線隔開且通過所述第1孔的第1連接部件。
按照本發(fā)明第2方面的半導(dǎo)體器件的制造方法,包括形成具有第1孔(13,29)的第1布線(11,27,27a),形成與所述第1布線(11,27,27a)隔開且通過所述第1孔(13,29)的第1連接部(12,26,34,34a)。


圖1是表示本發(fā)明第1實(shí)施方式的多層結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的透視圖。
圖2A是表示本發(fā)明第1實(shí)施方式的布線的透視圖。
圖2B是表示本發(fā)明第1實(shí)施方式的布線的平面圖。
圖2C是沿圖2B的線IIC-IIC的剖面圖。
圖3A是表示本發(fā)明第1實(shí)施方式的布線及接觸的透視圖。
圖3B是表示本發(fā)明第1實(shí)施方式的布線及接觸的平面圖。
圖3C是沿圖3B的線IIIC-IIIC的剖面圖。
圖4是表示本發(fā)明第1實(shí)施方式的設(shè)置凹部的布線的平面圖。
圖5是表示本發(fā)明第2實(shí)施方式的多層結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的透視圖。
圖6A是表示本發(fā)明第2實(shí)施方式的布線的透視圖。
圖6B是表示本發(fā)明第2實(shí)施方式的布線的平面圖。
圖6C是沿圖6B的線VIC-VIC的剖面圖。
圖7A是表示本發(fā)明第2實(shí)施方式的布線及接觸的透視圖。
圖7B是表示本發(fā)明第2實(shí)施方式的布線及接觸的平面圖。
圖7C是沿圖7B的線VIIC-VIIC的剖面圖。
圖8是表示本發(fā)明第2實(shí)施方式的設(shè)置凹部的布線的平面圖。
圖9是表示本發(fā)明第3實(shí)施方式的磁存儲裝置的透視圖。
圖10是表示本發(fā)明第3實(shí)施方式的磁存儲裝置的剖面圖。
圖11是表示本發(fā)明第4實(shí)施方式的磁存儲裝置的透視圖。
圖12是表示本發(fā)明第4實(shí)施方式的磁存儲裝置的剖面圖。
圖13是表示本發(fā)明第5實(shí)施方式的磁存儲裝置的透視圖。
圖14是表示本發(fā)明第5實(shí)施方式的磁存儲裝置的剖面圖。
圖15是表示本發(fā)明第6實(shí)施方式的磁存儲裝置的透視圖。
圖16是表示本發(fā)明第6實(shí)施方式的磁存儲裝置的剖面圖。
圖17是表示本發(fā)明第6實(shí)施方式的其它磁存儲裝置的透視圖。
圖18是表示本發(fā)明第6實(shí)施方式的其它磁存儲裝置的剖面圖。
圖19是表示本發(fā)明第7實(shí)施方式的磁存儲裝置的透視圖。
圖20是表示本發(fā)明第7實(shí)施方式的磁存儲裝置的剖面圖。
圖21是表示本發(fā)明其它實(shí)施方式的多層布線結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的透視圖。
圖22是表示現(xiàn)有技術(shù)的多層結(jié)構(gòu)的具有寬布線的半導(dǎo)體器件的透視圖。
圖23是表示現(xiàn)有技術(shù)的具有寬布線的半導(dǎo)體器件的平面圖。
圖24是表示現(xiàn)有技術(shù)的磁存儲裝置的剖面圖。
圖25是表示現(xiàn)有技術(shù)的磁存儲裝置的平面圖。
具體實(shí)施例方式
以下,參照附圖來說明本發(fā)明的實(shí)施方式。在該說明時,對所有附圖中的共用的部分標(biāo)以相同的參考符號。
(第1實(shí)施方式)第1實(shí)施方式是在寬布線上設(shè)置孔,在該孔中通過與該布線非導(dǎo)通的接觸的實(shí)施方式。
圖1表示本發(fā)明第1實(shí)施方式的多層結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的透視圖。圖2A、2B、2C分別表示本發(fā)明第1實(shí)施方式的布線的透視圖、平面圖和剖面圖。圖3A、3B、3C分別表示本發(fā)明第1實(shí)施方式的布線和接觸的透視圖、平面圖和剖面圖。以下,說明第1實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)。
如圖1所示,在第1實(shí)施方式的多層結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件中,在布線寬度寬的第1至第3布線11a、11b、11c和與該第1至第3布線11a、11b、11c不導(dǎo)通的接觸12那樣的縱布線存在的情況下,在第1至第3布線11a、11b、11c上分別設(shè)置孔13a、13b、13c,在孔13a、13b、13c中通過接觸12。
具體地說,如圖2A、2B、2C所示,在例如流過大電流所需的某一布線寬度的寬布線11上,設(shè)置多個孔13。該孔13例如等間隔隔開地貫通布線11。此外,不限制孔13的形狀,例如為四邊形或圓形。
如圖3A、3B、3C所示,在布線11的孔13中通過接觸12。其中,為了使接觸12與布線11非導(dǎo)通,接觸12與布線11隔開配置。在該接觸12與布線11之間埋入例如絕緣膜(圖中未示出)。
并且,由于布線11的寬度在孔13的部分實(shí)際上變窄,因而有布線電阻升高的擔(dān)心。因此,必須設(shè)定該孔13的大小,使得布線電阻的升高不成為問題。
用下述方法形成本發(fā)明第1實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件。以下簡單說明第1實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件一部分的制造方法。
首先,如圖2C所示,形成用于布線11的布線材料,例如通過平版印刷及RIE(Reactive Ion Etching反應(yīng)離子腐蝕),將該布線材料構(gòu)圖為布線11和孔13的形狀。接著,在孔13內(nèi)及布線11上形成絕緣膜(圖中未示出)。然后,除去部分絕緣膜,在孔13內(nèi)形成用于接觸12的溝。通過在該溝內(nèi)埋入接觸材料,如圖3C所示,形成通過孔13的接觸12。
重復(fù)上述工序形成多層布線,如圖1所示,形成通過第1至第3布線11a、11b、11c內(nèi)的孔13a、13b、13c的接觸12。
在按照上述第1實(shí)施方式,形成必須有寬的布線寬度的多層布線時,在布線寬度寬的布線11內(nèi)設(shè)置孔13,在該孔13內(nèi)與布線11隔開地通過接觸12。因此,器件面積僅由布線11的寬度來決定,器件面積的增大可以最小化,有利于微細(xì)化。
一般地,流過大電流的布線由于專有面積增大,大多不配置于多層布線的下層部分,而配置于最上層部分。但是,在使用第1實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)時,占有面積由于可被抑制得小些,因而也可以在多層布線的下層部分上配置流過大電流的布線11。
在第1實(shí)施方式中,布線11不限于上述圖形,可以有各種變形。例如,如圖4所示,也可以在布線11的相鄰孔13之間形成布線11的寬度變窄的凹部14。這種情況下,不僅可獲得上述第1實(shí)施方式的效果,而且可調(diào)整電流路徑。
(第2實(shí)施方式)第2實(shí)施方式是在第1實(shí)施方式的布線中,在孔內(nèi)還設(shè)置接觸邊緣(fringe)的實(shí)施方式。并且,在第2實(shí)施方式中,只說明與第1實(shí)施方式的不同之點(diǎn)。
圖5表示本發(fā)明第2實(shí)施方式的多層結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的透視圖。圖6A、6B、6C分別表示本發(fā)明第2實(shí)施方式的布線的透視圖、平面圖和剖面圖。圖7A、7B、7C分別表示本發(fā)明第2實(shí)施方式的布線和接觸的透視圖、平面圖和剖面圖。以下,說明第2實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)。
如圖5-圖7C所示,與第1實(shí)施方式的不同之點(diǎn)如下在布線11的孔13內(nèi),在接觸12上設(shè)置接觸邊緣15。由于用與布線11相同的材料來形成該接觸邊緣15,因而接觸邊緣15的厚度與布線11的厚度相等。接觸邊緣15與布線11分隔開地設(shè)置。
用下述方法形成這樣的本發(fā)明第2實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件。以下簡單說明第2實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件一部分的制造方法。
首先,如圖6C所示,形成用于布線11的布線材料,例如通過平版印刷及RIE,將該布線材料構(gòu)圖為布線11、孔13和接觸邊緣15的形狀。接著,在接觸邊緣15與布線11之間的間隔及布線11上形成絕緣膜(圖中未示出)。然后,除去部分絕緣膜,形成露出接觸邊緣15的用于接觸12的溝。通過在該溝內(nèi)埋入接觸材料,如圖7C所示,形成與接觸邊緣15連接的接觸12。
然后,重復(fù)上述工序形成多層布線,如圖5所示,形成通過第1至第3布線11a、11b、11c內(nèi)的孔13a、13b、13c且配有接觸邊緣15的接觸12。
按照上述第2實(shí)施方式,不僅可獲得與第1實(shí)施方式相同的效果,而且還可獲得下述效果。
在第1實(shí)施方式中,由于接觸12貫穿孔13來形成,因而用于接觸12的溝的深度與布線11的厚度和上下布線間的距離完全重合。與此相對,在第2實(shí)施方式中,接觸12形成于接觸邊緣15上,用于接觸12的溝的深度僅為上下布線之間的距離。因此,第2實(shí)施方式不必形成像第1實(shí)施方式那樣深的接觸12,與通常的連接在布線間的接觸相同深度地形成。從而能夠防止在使用通常的接觸工藝上,因形成深的接觸而產(chǎn)生的空洞的發(fā)生。
并且,在第2實(shí)施方式中,布線11不限于上述圖形,可以有各種變形。例如,如圖8所示,也可以在布線11的相鄰孔13之間形成凹部14。這種情況下,不僅可獲得上述第2實(shí)施方式的效果,而且可調(diào)整電流路徑。
(第3實(shí)施方式)第3實(shí)施方式是將第2實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)用于磁存儲裝置的實(shí)施方式。該磁存儲裝置是配有利用例如隧道磁阻效應(yīng)(Tunneling MagnetoResistive以下稱為“TMR”)的MTJ元件的MRAM。按照第3實(shí)施方式的MRAM的結(jié)構(gòu),MTJ元件配置于位線與寫入字線的交點(diǎn)。
圖9表示本發(fā)明第3實(shí)施方式的磁存儲裝置的透視圖。圖10表示本發(fā)明第3實(shí)施方式的磁存儲裝置的剖面圖。以下,說明第3實(shí)施方式的磁存儲裝置的結(jié)構(gòu)。
如圖9和圖10所示,按照第3實(shí)施方式的磁存儲裝置,位線27與寫入字線36交叉配置,在這些位線27與寫入字線36的交叉部的位線27上配置MTJ元件30。在位線27上設(shè)置孔29,在該孔29內(nèi)設(shè)置接觸邊緣28。與MTJ元件30連接的上部布線35與接觸34連接,該接觸34與接觸邊緣28連接,該接觸邊緣28與接觸26連接。該接觸26與MOS晶體管24的源/漏擴(kuò)散層23連接。因此,MTJ元件30通過位線27的孔29,與用于數(shù)據(jù)讀出的MOS晶體管24連接。
用下述方法形成這樣的本發(fā)明第3實(shí)施方式的磁存儲裝置。以下簡單說明第3實(shí)施方式的磁存儲裝置的制造方法。
首先,在半導(dǎo)體襯底21上有選擇地形成柵電極22,在該柵電極22兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底21內(nèi)形成源/漏擴(kuò)散層23。由此,形成MOS晶體管24。該MOS晶體管24的柵電極22成為讀出字線。
然后,在絕緣膜25內(nèi)形成與源/漏擴(kuò)散層23連接的接觸26。接著,形成要成為位線27和接觸邊緣28的布線材料,對該布線材料構(gòu)圖。從而在形成具有孔29的位線27的同時,在孔29內(nèi)形成接觸邊緣28。其中,在位線27與接觸邊緣28之間形成有間隙,成為位線27與接觸邊緣28不導(dǎo)通的結(jié)構(gòu)。
然后,在位線27上形成MTJ元件30。該MTJ元件30由磁化固定層31、磁存儲層33、在這些磁化固定層31與磁存儲層33之間的隧道結(jié)層32構(gòu)成。
然后,在接觸邊緣28上形成接觸34,在接觸34與MTJ元件30上形成上部布線35。之后,與上部布線35隔開,在MTJ元件30的上方形成寫入字線36。
上述本發(fā)明第3實(shí)施方式的磁存儲裝置通過下述動作來進(jìn)行數(shù)據(jù)寫入和讀出。以下,簡單說明第3實(shí)施方式的磁存儲裝置的寫入和讀出動作。
在MTJ元件30上寫入數(shù)據(jù)的情況,選擇位線27和寫入字線36,電流分別流過這些位線27和寫入字線36,產(chǎn)生電流磁場。由此,分別產(chǎn)生于位線27與寫入字線36的電流磁場的合成磁場作用于MTJ元件30,將“1”或“0”數(shù)據(jù)寫入MTJ元件30。
在讀出已寫入MTJ元件30的數(shù)據(jù)時,使與MTJ元件30連接的MOS晶體管24導(dǎo)通,電流流過MTJ元件30~上部布線35~接觸34~接觸邊緣28~接觸26~源/漏擴(kuò)散層23。于是,讀出MTJ元件30的電阻值,就可進(jìn)行“1”或“0”的數(shù)據(jù)判斷。
按照上述第3實(shí)施方式,與第1實(shí)施方式相同,可縮小器件面積,有利于微細(xì)化。即在磁存儲裝置中,在將數(shù)據(jù)寫入MTJ元件30時所使用的寫入布線(位線27、字線36)為了流過大電流而變寬。即使在這種情況下,在位線27上設(shè)置孔29,在該孔29中與位線27隔開地通過接觸34、26。因此,接觸34、26的占有面積或組合裕量等部分就可縮小存儲器單元部分的占有面積。
此外,與第2實(shí)施方式相同,為了設(shè)置接觸邊緣28,用通常的接觸處理,可防止因形成深接觸而產(chǎn)生的空位的發(fā)生。
再有,在第3實(shí)施方式的磁存儲裝置中,將寫入字線36配置于MTJ元件30的上方。因而,其它布線和接觸等位于寫入字線36周圍的可能性低。所以,與圖24所示的以往結(jié)構(gòu)相比,對寫入字線36的位置限制少,可使寫入字線36較寬。
并且,第3實(shí)施方式可適用于第1實(shí)施方式那樣的沒有接觸邊緣28的結(jié)構(gòu)。
此外,在位線27內(nèi),也可以在電流流動方向上設(shè)置多個孔29。在這種情況下,在位線27的相鄰孔29之間,也可設(shè)置如圖4、圖8所示那樣的凹部14。其中,最好將凹部14設(shè)置于MTJ元件30的正下方以外的區(qū)域。
(第4實(shí)施方式)第4實(shí)施方式是將第2實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)用于磁存儲裝置的實(shí)施方式,MTJ元件被配置于接觸邊緣與寫入字線的交點(diǎn)。
圖11表示本發(fā)明第4實(shí)施方式的磁存儲裝置的透視圖。圖12表示本發(fā)明第4實(shí)施方式的磁存儲裝置的剖面圖。以下,說明第4實(shí)施方式的磁存儲裝置的結(jié)構(gòu)。
如圖11和圖12所示,按照第4實(shí)施方式的磁存儲裝置,孔29設(shè)置于寫入位線27a,在該孔29內(nèi)設(shè)置接觸邊緣28。在該接觸邊緣28的上方,設(shè)置與寫入位線27a交叉的寫入字線36。然后,在接觸邊緣28與寫入字線36之間配置MTJ元件30。此外,接觸26、34分別與接觸邊緣28連接,該接觸26與MOS晶體管的源/漏擴(kuò)散層23連接。 接觸34通過下部布線37與MTJ元件30連接,在該MTJ元件30上配置讀出位線27b。因此,在接觸邊緣28上方配置的MTJ元件30通過寫入位線27a的孔29與MOS晶體管24連接。
用下述方法形成這樣的本發(fā)明第4實(shí)施方式的磁存儲裝置。以下簡單說明第4實(shí)施方式的磁存儲裝置的制造方法。
首先,在半導(dǎo)體襯底21上有選擇地形成柵電極22,在該柵電極22兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底21內(nèi)形成源/漏擴(kuò)散層23。由此,形成MOS晶體管24。該MOS晶體管24的柵電極22成為讀出字線。
然后,在絕緣膜25內(nèi)形成與源/漏擴(kuò)散層23連接的接觸26。接著,形成要成為寫入位線27a和接觸邊緣28的布線材料,對該布線材料構(gòu)圖。從而在形成具有孔29的寫入位線27a的同時,在孔29內(nèi)形成接觸邊緣28。其中,在寫入位線27a與接觸邊緣28之間形成有間隙,成為寫入位線27a與接觸邊緣28不導(dǎo)通的結(jié)構(gòu)。
然后,在接觸邊緣28上形成接觸34,在該接觸34上形成下部布線37。在該下部布線37上形成MTJ元件30。在該MTJ元件30上形成讀出位線27b。之后,與讀出位線27b隔開地在MTJ元件30的上方形成寫入字線36。
上述本發(fā)明第4實(shí)施方式的磁存儲裝置通過下述動作來進(jìn)行數(shù)據(jù)寫入和讀出。以下,簡單說明第4實(shí)施方式的磁存儲裝置的寫入和讀出動作。
在MTJ元件30上寫入數(shù)據(jù)的情況下,選擇寫入位線27a和寫入字線36,電流分別流過這些寫入位線27a和寫入字線36,產(chǎn)生電流磁場。由此,分別產(chǎn)生于寫入位線27a與寫入字線36的電流磁場的合成磁場作用于MTJ元件30,將“1”或“0”數(shù)據(jù)寫入MTJ元件30。
在讀出已寫入MTJ元件30的數(shù)據(jù)時,使與MTJ元件30連接的MOS晶體管24導(dǎo)通,電流流過讀出位線27b~MTJ元件30~下部布線37~接觸34~接觸邊緣28~接觸26~源/漏擴(kuò)散層23。于是,讀出MTJ元件30的電阻值,就可進(jìn)行“1”或“0”的數(shù)據(jù)判斷。
并且,在第4實(shí)施方式中,MTJ元件30被配置于寫入位線27a的孔29上方。因此,將數(shù)據(jù)寫入MTJ元件30時,認(rèn)為因?qū)懭胛痪€27a產(chǎn)生的電流磁場變小,而寫入位線27a在寫入字線36的延長方向上有足夠?qū)挼膶挾?,從而可產(chǎn)生因孔29周圍的寫入位線27a產(chǎn)生的足夠大的電流磁場。
按照上述第4實(shí)施方式,可獲得與第3實(shí)施方式相同的效果。
此外,在第4實(shí)施方式中,將MTJ元件30配置于接觸邊緣28的上方。因此,與第3實(shí)施方式相比,可縮小存儲器單元部的橫向方向的面積。
并且,第4實(shí)施方式也可用于第1實(shí)施方式那樣的沒有接觸邊緣28的結(jié)構(gòu)。
此外,在寫入位線27a內(nèi),也可以在電流流動方向上設(shè)置多個孔29。在這種情況下,在寫入位線27a的相鄰孔29之間,也可設(shè)置如圖4、圖8所示那樣的凹部14。
此外,讀出位線27b不像寫入位線27a那樣延長,如圖10的上部布線35那樣短,在MTJ元件30的附近與寫入位線27a連接也可以。
(第5實(shí)施方式)第5實(shí)施方式是將第2實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)用于磁存儲裝置的實(shí)施方式,是將多個MTJ元件并聯(lián)連接于上下布線,即成為所謂的梯子型的結(jié)構(gòu)。
圖13表示本發(fā)明第5實(shí)施方式的磁存儲裝置的透視圖。圖14表示本發(fā)明第5實(shí)施方式的磁存儲裝置的剖面圖。以下,說明第5實(shí)施方式的磁存儲裝置的結(jié)構(gòu)。
如圖13和圖14所示,按照第5實(shí)施方式的磁存儲裝置,多個MTJ元件30并聯(lián)配置于位線27的上方。用上部布線35連接各MTJ元件30的磁存儲層33,用下部布線37連接各MTJ元件30的磁化固定層31,即成為所謂的梯子型的結(jié)構(gòu)。然后,在各MTJ元件30的上方,與上部布線35隔開配置寫入字線36。此外,在位線27設(shè)置孔29,在該孔29內(nèi)設(shè)置接觸邊緣28。將與下部布線37連接的接觸34a和與上部布線35連接的接觸34b連接于接觸邊緣28。因此,梯子型的多個MTJ元件30通過位線27的孔29與接觸26連接。并且,接觸26與用于數(shù)據(jù)讀出的開關(guān)元件例如MOS晶體管連接。
用下述方法形成這樣的本發(fā)明第5實(shí)施方式的磁存儲裝置。以下簡單說明第5實(shí)施方式的磁存儲裝置的制造方法。
首先,在半導(dǎo)體襯底(未圖示)上形成MOS晶體管(未圖示),形成與該MOS晶體管的源/漏擴(kuò)散層(未圖示)連接的接觸26。
接著,形成要成為位線27和接觸邊緣28的布線材料,對該布線材料構(gòu)圖。從而在形成具有孔29的位線27的同時,在孔29內(nèi)形成接觸邊緣28。其中,在位線27與接觸邊緣28之間形成有間隙,成為位線27與接觸邊緣28不導(dǎo)通的結(jié)構(gòu)。
然后,形成與接觸邊緣28連接的接觸34a。與位線27隔開,形成下部布線37,使該下部布線37與接觸34a連接。然后,在下部布線37上形成多個MTJ元件30。該MTJ元件30由磁化固定層31、磁存儲層33、這些磁化固定層31與磁存儲層33之間的隧道結(jié)層32構(gòu)成。
然后,形成與接觸邊緣28連接的接觸34b。在MTJ元件30上形成上部布線35,該上部布線35與接觸34b連接。與上部布線35隔開,在MTJ元件30的上方形成寫入字線36。
上述本發(fā)明第5實(shí)施方式的磁存儲裝置通過下述動作來進(jìn)行數(shù)據(jù)寫入和讀出。以下,簡單說明第5實(shí)施方式的磁存儲裝置的寫入和讀出動作。
在并聯(lián)連接的多個MTJ元件30中的任意MTJ元件30上寫入數(shù)據(jù)的情況下,選擇位線27和寫入字線36,電流分別流過這些位線27和寫入字線36,產(chǎn)生電流磁場。由此,分別產(chǎn)生于位線27與寫入字線36的電流磁場的合成磁場作用于MTJ元件30,將“1”或“0”數(shù)據(jù)寫入任意的MTJ元件30。
如下進(jìn)行已寫入任意MTJ元件30的數(shù)據(jù)的讀出。
在第1周期,使與并聯(lián)連接的多個MTJ元件30連接的用于讀出的MOS晶體管導(dǎo)通,第1讀出電流流過并聯(lián)連接的多個MTJ元件30。在讀出電路中存儲此時的第1讀出電流值。之后,使用于讀出的MOS晶體管關(guān)斷,關(guān)斷該第1讀出電流。
接著,在第2周期,使電流再次流過位線27和寫入字線36,將“1”或“0”的數(shù)據(jù)寫入任意的MTJ元件30。然后,使用于讀出的MOS晶體管關(guān)斷,使寫入電流關(guān)斷。
然后,在第3周期,使與并聯(lián)連接的多個MTJ元件30連接的用于讀出的MOS晶體管再次導(dǎo)通,第2讀出電流流過并聯(lián)連接的多個MTJ元件30。在讀出電路中存儲此時的第2讀出電流值。
之后,比較第1讀出電流值和第2讀出電流值。其中,在寫入時進(jìn)行期待值為“1”的寫入時,若第1和第2讀出電流值不變,則“1”被照舊寫入,若第1和第2讀出電流值增加,則“0”被照舊寫入。另一方面,寫入時進(jìn)行期待值為“0”的寫入時,若第1和第2讀出電流值不變,則“0”被照舊寫入,若第1和第2讀出電流值增加,則“1”被照舊寫入。這樣,可讀出原來寫入單元中的數(shù)據(jù)。
最后,在第4周期,為了再次寫入與初始(初期)狀態(tài)相同的數(shù)據(jù),使電流流過位線27和字線36,結(jié)束讀出動作。
按照上述第5實(shí)施方式,可獲得與第3實(shí)施方式相同的效果。
并且,在第5實(shí)施方式中,最好在每組并聯(lián)連接的多個MTJ元件30中,設(shè)置用于讀出的MOS晶體管。因此,與每一個MTJ元件30中設(shè)置用于讀出的MOS晶體管的結(jié)構(gòu)相比,可縮小存儲器單元部分的面積。
并且,第5實(shí)施方式也可用于第1實(shí)施方式那樣的沒有接觸邊緣28的結(jié)構(gòu)。
此外,在位線27的相鄰孔29之間,也可設(shè)置如圖4、圖8所示那樣的凹部14。在此情況下,凹部14可以設(shè)置在比并聯(lián)連接的MTJ元件30的下方更低的MTJ元件30之間的下方。
(第6實(shí)施方式)第6實(shí)施方式是將第2實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)用于磁存儲裝置的實(shí)施方式,是在層疊方向上堆疊多個MTJ元件并連接這些MTJ元件的結(jié)構(gòu)。
圖15表示本發(fā)明第6實(shí)施方式的磁存儲裝置的透視圖。圖16表示本發(fā)明第6實(shí)施方式的磁存儲裝置的剖面圖。以下,說明第6實(shí)施方式的磁存儲裝置的結(jié)構(gòu)。
如圖15和圖16所示,按照第6實(shí)施方式的磁存儲裝置,第1位線27和第1寫入字線36交叉配置。在第1位線27上設(shè)置孔29,在該孔29內(nèi)設(shè)置接觸邊緣28。然后,在第1位線27和第1寫入字線36的交叉部,與第1位線27和第1寫入字線36隔開,配置第1MTJ元件30。在該第1MTJ元件30的磁化固定層31上連接第1下部布線37,在該第1MTJ元件30的磁存儲層33上連接第1上部布線35。
此外,在第1寫入字線36的上方,交叉配置第2位線27’和第2寫入字線36’。在第2位線27’上設(shè)置孔29’,在該孔29’內(nèi)設(shè)置接觸邊緣28’。然后,在第2位線27’和第2寫入字線36’的交叉部,與第2位線27’和第2寫入字線36’隔開,配置第2MTJ元件30’。在該第2MTJ元件30’的磁化固定層31’上連接第2下部布線37’,在該第2MTJ元件30’的磁存儲層33’上連接第2上部布線35’。
第2上部布線35’通過接觸40、接觸邊緣28’、接觸39、第1上部布線35,與第1MTJ元件30連接。此外,第2下部布線37’通過接觸34’、接觸邊緣28’、接觸38、第1下部布線37,與第1MTJ元件30連接。該第1MTJ元件30通過第1下部布線37、接觸34、接觸邊緣28、接觸36,與MOS晶體管24的源/漏擴(kuò)散層23連接。這樣,第1和第2MTJ元件30、30’通過第2位線27’的孔29’連接,該第1和第2MTJ元件30、30’通過第1位線27的孔29與MOS晶體管24連接。
用下述方法形成這樣的本發(fā)明第6實(shí)施方式的磁存儲裝置。以下簡單說明第6實(shí)施方式的磁存儲裝置的制造方法。
首先,在半導(dǎo)體襯底21上選擇形成柵電極22,在該柵電極22的兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底21內(nèi)形成源/漏擴(kuò)散層23。由此,形成MOS晶體管24。該MOS晶體管24的柵電極22成為讀出字線。
接著,在絕緣膜25內(nèi),形成與源/漏擴(kuò)散層23連接的接觸26。然后,形成要成為第1位線27和接觸邊緣28的布線材料,對該布線材料構(gòu)圖。從而在形成具有孔29的第1位線27的同時,在孔29內(nèi)形成接觸邊緣28。其中,在第1位線27與接觸邊緣28之間形成有間隙,成為第1位線27與接觸邊緣28不導(dǎo)通的結(jié)構(gòu)。
然后,在接觸邊緣28上形成接觸34,在該接觸34上形成下部布線37。在該下部布線37上形成第1MTJ元件30。該第1MTJ元件30由磁化固定層31、磁存儲層33、在這些磁化固定層31與磁存儲層33之間的隧道結(jié)層32構(gòu)成。
然后,在第1MTJ元件30上形成上部布線35,與上部布線35隔開,在第1MTJ元件30的上方形成第1寫入字線36。
然后,形成與下部布線37連接的接觸38,與上部布線35連接的接觸39。
接著,形成要成為第2位線27’和接觸邊緣28’的布線材料,對該布線材料構(gòu)圖。從而在形成具有孔29’的第2位線27’的同時,在孔29’內(nèi)形成接觸邊緣28’。其中,在第2位線27’與接觸邊緣28’之間形成有間隙,成為第2位線27’與接觸邊緣28’不導(dǎo)通的結(jié)構(gòu)。
然后,在接觸邊緣28’上形成接觸34’,在該接觸34’上形成下部布線37’。在該下部布線37’上形成第2MTJ元件30’。該第2MTJ元件30’由磁化固定層31’、磁存儲層33’、在這些磁化固定層31’與磁存儲層33’之間的隧道結(jié)層32’構(gòu)成。
然后,形成與接觸邊緣28’連接的接觸40。在接觸40和第2MTJ元件30’上形成上部布線35’,與上部布線35’隔開,在第2MTJ元件30’的上方形成第2寫入字線36’。
上述本發(fā)明第6實(shí)施方式的磁存儲裝置按與第5實(shí)施方式相同的動作進(jìn)行數(shù)據(jù)寫入和讀出。
按照上述第6實(shí)施方式,可獲得與第3實(shí)施方式相同的效果。
并且,在第6實(shí)施方式中,最好在每組連接的多個MTJ元件30、30’中,設(shè)置用于讀出的MOS晶體管24。因此,與第5實(shí)施方式同樣,與在每一個MTJ元件30中設(shè)置用于讀出的MOS晶體管的結(jié)構(gòu)相比,可縮小存儲器單元部分的面積。
此外,在第6實(shí)施方式中的第1和第2MTJ元件30、30’的連接不限于上述結(jié)構(gòu)。例如,如圖17、圖18所示,第2MTJ元件30’的上部布線35’和下部布線37’與上述結(jié)構(gòu)相同,而第1MTJ元件30的上部布線35和下部布線37的圖形與第2MTJ元件30’的上部布線35’和下部布線37’的圖形相反也可以。
并且,第6實(shí)施方式可用于第1實(shí)施方式那樣的沒有接觸邊緣28的結(jié)構(gòu)。
此外,在第1位線27的相鄰孔29之間,在第2位線27’的相鄰孔29’之間也可設(shè)置如圖4、圖8所示那樣的凹部14。在此情況下,凹部14最好設(shè)置在MTJ元件30、30’的下方以外的區(qū)域。
(第7實(shí)施方式)第7實(shí)施方式是將第2實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)用于磁存儲裝置的實(shí)施方式,是在層疊方向上堆疊多個MTJ元件并串聯(lián)連接這些MTJ元件的結(jié)構(gòu)。
圖19表示本發(fā)明第7實(shí)施方式的磁存儲裝置的透視圖。圖20表示本發(fā)明第7實(shí)施方式的磁存儲裝置的剖面圖。以下,說明第7實(shí)施方式的磁存儲裝置的結(jié)構(gòu)。
如圖19和圖20所示,按照第7實(shí)施方式的磁存儲裝置,第1位線27和第1寫入字線36交叉配置。在第1位線27上設(shè)置孔29,在該孔29內(nèi)設(shè)置接觸邊緣28。然后,在第1位線27和第1寫入字線36的交叉部,與第1位線27和第1寫入字線36隔開,配置第1MTJ元件30。在該第1MTJ元件30的磁化固定層31上連接第1下部布線37,在該第1MTJ元件30的磁存儲層33上連接第1上部布線35。
此外,在第1寫入字線36的上方,交叉配置第2位線27’和第2寫入字線36’。在第2位線27’上設(shè)置孔29’,在該孔29’內(nèi)設(shè)置接觸邊緣28’。然后,在第2位線27’和第2寫入字線36’的交叉部,與第2位線27’和第2寫入字線36’隔開,配置第2MTJ元件30’。在該第2MTJ元件30’的磁化固定層31’上連接第2下部布線37’,在該第2MTJ元件30’的磁存儲層33’上連接第2上部布線35’。
第2下部布線37’通過接觸34’、接觸邊緣28’、接觸39、第1上部布線35,與第1MTJ元件30連接。此外,該第1MTJ元件30通過第1下部布線37、接觸34、接觸邊緣28、接觸26,與MOS晶體管24的源/漏擴(kuò)散層23連接。這樣,第1和第2MTJ元件30、30’通過第2位線27’的孔29’串聯(lián)連接,該第1和第2MTJ元件30、30’通過第1位線27的孔29與MOS晶體管24連接。
用下述方法形成這樣的本發(fā)明第7實(shí)施方式的磁存儲裝置。以下簡單說明第7實(shí)施方式的磁存儲裝置的制造方法。
首先,在半導(dǎo)體襯底21上選擇形成柵電極22,在該柵電極22的兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底21內(nèi)形成源/漏擴(kuò)散層23。由此,形成MOS晶體管24。該MOS晶體管24的柵電極22成為讀出字線。
接著,在絕緣膜25內(nèi),形成與源/漏擴(kuò)散層23連接的接觸26。然后,形成更成為第1位線27和接觸邊緣28的布線材料,對該布線材料構(gòu)圖。從而在形成具有孔29的第1位線27的同時,在孔29內(nèi)形成接觸邊緣28。其中,在第1位線27與接觸邊緣28之間形成有間隙,成為第1位線27與接觸邊緣28不導(dǎo)通的結(jié)構(gòu)。
然后,在接觸邊緣28上形成接觸34,在該接觸34上形成下部布線37。在該下部布線37上形成第1MTJ元件30。該第1MTJ元件30由磁化固定層31、磁存儲層33、在這些磁化固定層31與磁存儲層33之間的隧道結(jié)層32構(gòu)成。
然后,在第1MTJ元件30上形成上部布線35,與上部布線35隔開,在第1MTJ元件30的上方形成第1寫入字線36。然后,形成與下部布線37連接的接觸39。
接著,形成要成為第2位線27’和接觸邊緣28’的布線材料,對該布線材料構(gòu)圖。從而在形成具有孔29’的第2位線27’的同時,在孔29’內(nèi)形成接觸邊緣28’。其中,在第2位線27’與接觸邊緣28’之間形成有間隙,成為第2位線27’與接觸邊緣28’不導(dǎo)通的結(jié)構(gòu)。
然后,在接觸邊緣28’上形成接觸34’,在該接觸34’上形成下部布線37’。在該下部布線37’上形成第2MTJ元件30’。該第2MTJ元件30’由磁化固定層31’、磁存儲層33’、在這些磁化固定層31’與磁存儲層33’之間的隧道結(jié)層32’構(gòu)成。
然后,在第2MTJ元件30’上形成上部布線35’,與該上部布線35’隔開,在第2MTJ元件30’的上方形成第2寫入字線36’。
上述本發(fā)明第7實(shí)施方式的磁存儲裝置按與第5實(shí)施方式相同的動作進(jìn)行數(shù)據(jù)寫入和讀出。
按照上述第7實(shí)施方式,可獲得與第3實(shí)施方式相同的效果。
并且,在第7實(shí)施方式中,最好在每組串聯(lián)連接的多個MTJ元件30、30’中,設(shè)置用于讀出的MOS晶體管24。因此,與第5和第6實(shí)施方式同樣,與在每一個MTJ元件30中設(shè)置用于讀出的MOS晶體管的結(jié)構(gòu)相比,可縮小存儲器單元部分的面積。
此外,在第7實(shí)施方式可用于第1實(shí)施方式那樣的沒有接觸邊緣28的結(jié)構(gòu)。
此外,在位線27的相鄰孔29之間或在位線27’的相鄰孔29’之間也可設(shè)置如圖4、圖8所示那樣的凹部14。在此情況下,凹部14最好設(shè)置在MTJ元件30、30’的下方以外的區(qū)域。
對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說,可容易發(fā)現(xiàn)附加的優(yōu)點(diǎn)和進(jìn)行改變。因此,在其更寬范圍的本發(fā)明并不限于這里所展示和所描述的具體細(xì)節(jié)和典型實(shí)施例。從而,各種改變都不會脫離由所附權(quán)利要求和其等同物所限定的總的發(fā)明構(gòu)思的精神或范圍。
例如,如圖21所示,第2實(shí)施方式的布線結(jié)構(gòu)可適用于配置了例如DRAM那樣的多層布線的半導(dǎo)體器件。在這種情況下,在各布線66、70、74內(nèi)設(shè)置孔68、72、76,在該孔68、72、76內(nèi)通過配置了接觸邊緣67、71、75的接觸65、69、73。并且,各布線66、70、74例如是具有大電流流動方向性的電流布線。
例如,在第3至第7實(shí)施方式中,使用了作為磁存儲裝置的存儲元件的MTJ元件,也可使用2個磁性層和夾置這些磁性層的導(dǎo)體層構(gòu)成的GMR(巨磁阻)元件來代替該MTJ元件。
例如,在第3至第7實(shí)施方式中,作為存儲元件,使用由1層隧道結(jié)層構(gòu)成的1重結(jié)構(gòu)造的MTJ元件,也可使用由2層隧道結(jié)層構(gòu)成的2重結(jié)構(gòu)造的MTJ元件。
例如,在第3至第7實(shí)施方式中,使用MOS晶體管24作為用于數(shù)據(jù)讀出的開關(guān)元件,但并不限于此,例如也可使用二極管。
權(quán)利要求
1.半導(dǎo)體器件,包括具有第1貫通孔的第1布線;和與所述第1布線隔開且通過所述第1貫通孔的第1連接部件。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件,還包括在所述第1布線上設(shè)置使所述第1布線的寬度變窄的凹部。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件,還包括在所述第1貫通孔內(nèi)與所述第1布線隔開配置的接觸邊緣。
4.如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體器件,所述接觸邊緣的厚度與所述第1布線的厚度相等。
5.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件,還包括與所述第1連接部件連接的磁阻效應(yīng)元件。
6.如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體器件,所述第1布線是位線。
7.如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體器件,所述磁阻效應(yīng)元件是由至少第1磁性層、第2磁性層和非磁性層形成的MTJ元件。
8.如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體器件,所述MTJ元件是1重結(jié)構(gòu)造或2重結(jié)構(gòu)造。
9.如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體器件,還包括在所述第1貫通孔內(nèi)與所述第1布線隔開配置的接觸邊緣。
10.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體器件,所述接觸邊緣的厚度與所述第1布線的厚度相等。
11.如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體器件,還包括設(shè)置在所述第1布線上,使所述第1布線的寬度變窄的凹部。
12.如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體器件,還包括與所述第1連接部件連接的晶體管或二極管。
13.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件,還包括與第1方向上延伸的所述第1布線隔開配置,且在與所述第1方向不同的第2方向上延伸的第2布線;在所述第1和第2布線之間,與所述第1和第2布線隔開配置,與所述第1連接部件連接的第3布線;配置于所述第1和第3布線之間的所述第1和第2布線的交點(diǎn)上,與所述第1和第3布線連接的磁阻效應(yīng)元件。
14.如權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體器件,所述第1布線是位線,所述第2布線是寫入字線。
15.如權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體器件,還包括在所述第1貫通孔內(nèi)與所述第1布線隔開配置的接觸邊緣。
16.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件,還包括與第1方向上延伸的所述第1布線隔開配置,且在與所述第1方向不同的第2方向上延伸的第2布線;在所述第1和第2布線之間,與所述第1和第2布線隔開配置的第3布線;配置于所述第1和第3布線之間的所述第1和第2布線的交點(diǎn)上,與所述第3布線和所述第1連接部件連接的磁阻效應(yīng)元件。
17.如權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體器件,所述第1布線是寫入位線,所述第2布線是寫入字線,所述第3布線是讀出位線。
18.如權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體器件,還包括在所述第1貫通孔內(nèi)與所述第1布線隔開配置的接觸邊緣。
19.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件,還包括與第1方向上延伸的所述第1布線隔開配置,且在與所述第1方向不同的第2方向上延伸的多個第2布線,所述第1布線具有所述第1貫通孔和第2貫通孔;分別配置于所述第1和第2布線之間的所述第1和第2布線的交點(diǎn)上,具有與所述第1布線對置的一端部和與所述第2布線對置的另一端部的多個磁阻效應(yīng)元件;分別與所述磁阻效應(yīng)元件的所述一端部連接,且與所述第1布線隔開配置,并與所述第1連接部件連接的第3布線;分別與所述磁阻效應(yīng)元件的所述另一端部連接,且與所述第2布線隔開配置的第4布線;和與所述第4布線連接,與所述第1布線隔開,并通過所述第2貫通孔的第2連接部件。
20.如權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體器件,所述第1布線是位線,所述第2布線是寫入字線。
21.如權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體器件,還包括在所述第1貫通孔內(nèi)與所述第1布線隔開配置的第1接觸邊緣;在所述第2貫通孔內(nèi)與所述第1布線隔開配置的第2接觸邊緣。
22.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件,還包括與第1方向上延伸的所述第1布線隔開配置,且在與所述第1方向不同的第2方向上延伸的第2布線;配置于所述第1和第2布線之間的所述第1和第2布線的交點(diǎn)上,具有一端部和另一端部的第1磁阻效應(yīng)元件;與所述第1磁阻效應(yīng)元件的所述一端部和所述第1連接部件連接,且與所述第1布線隔開配置的第3布線;與所述第1磁阻效應(yīng)元件的所述另一端部連接,且與所述第2布線隔開配置的第4布線;與所述第2布線隔開配置,在所述第1方向上延伸,且具有第2和第3貫通孔的第5布線;與所述第5布線隔開配置,在所述第2方向上延伸的第6布線;配置于所述第5和第6布線之間的所述第5和第6布線的交點(diǎn),且具有一端部和另一端部的第2磁阻效應(yīng)元件;與所述第2磁阻效應(yīng)元件的所述一端部連接,且與所述第5布線隔開配置的第7布線;與所述第2磁阻效應(yīng)元件的所述另一端部連接,且與所述第6布線隔開配置的第8布線;與所述第3和第7布線連接,與所述第5布線隔開,并通過所述第2貫通孔的第2連接部件;和與所述第4和第8布線連接,與所述第5布線隔開,并通過所述第3貫通孔的第3連接部件。
23.如權(quán)利要求22所述的半導(dǎo)體器件,所述第1布線是第1位線,所述第2布線是第1寫入字線,所述第5布線是第2位線,所述第6布線是第2寫入字線。
24.如權(quán)利要求22所述的半導(dǎo)體器件,還包括在所述第1貫通孔內(nèi)與所述第1布線隔開配置的第1接觸邊緣;在所述第2貫通孔內(nèi)與所述第5布線隔開配置的第2接觸邊緣;在所述第3貫通孔內(nèi)與所述第5布線隔開配置的第3接觸邊緣
25.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件,還包括與第1方向上延伸的所述第1布線隔開配置,且在與所述第1方向不同的第2方向上延伸的第2布線;配置于所述第1和第2布線之間的所述第1和第2布線的交點(diǎn)上,具有一端部和另一端部的第1磁阻效應(yīng)元件;與所述第1磁阻效應(yīng)元件的所述一端部和所述第1連接部件連接,且與所述第1布線隔開配置的第3布線;與所述第1磁阻效應(yīng)元件的所述另一端部連接,且與所述第2布線隔開配置的第4布線;與所述第2布線隔開配置,在所述第1方向上延伸,且具有第2貫通孔的第5布線;與所述第5布線隔開配置,在所述第2方向上延伸的第6布線;配置于所述第5和第6布線之間的所述第5和第6布線的交點(diǎn),且具有一端部和另一端部的第2磁阻效應(yīng)元件;與所述第2磁阻效應(yīng)元件的所述一端部連接,且與所述第5布線隔開配置的第7布線;與所述第2磁阻效應(yīng)元件的所述另一端部連接,且與所述第6布線隔開配置的第8布線;與所述第4和第7布線連接,與所述第5布線隔開,并通過所述第2貫通孔的第2連接部件。
26.如權(quán)利要求25所述的半導(dǎo)體器件,所述第1布線是第1位線,所述第2布線是第1寫入字線,所述第5布線是第2位線,所述第6布線是第2寫入字線。
27.如權(quán)利要求25所述的半導(dǎo)體器件,還包括在所述第1貫通孔內(nèi)與所述第1布線隔開配置的第1接觸邊緣;在所述第2貫通孔內(nèi)與所述第5布線隔開配置的第2接觸邊緣。
28.半導(dǎo)體器件的制造方法,包括形成具有第1貫通孔的第1布線;形成與所述第1布線隔開且通過所述第1貫通孔的第1連接部件。
29.如權(quán)利要求28所述的半導(dǎo)體器件的制造方法,還包括在所述第1布線上形成使所述第1布線的寬度變窄的凹部。
30.如權(quán)利要求28所述的半導(dǎo)體器件的制造方法,還包括在所述第1貫通孔內(nèi)形成與所述第1布線隔開的接觸邊緣。
31.如權(quán)利要求30所述的半導(dǎo)體器件的制造方法,用相同材料形成所述接觸邊緣和所述第1布線。
32.如權(quán)利要求28所述的半導(dǎo)體器件的制造方法,還包括形成與所述第1連接部件連接的磁阻效應(yīng)元件。
33.如權(quán)利要求32所述的半導(dǎo)體器件的制造方法,所述磁阻效應(yīng)元件是由至少第1磁性層、第2磁性層和非磁性層形成的MTJ元件。
34.如權(quán)利要求33所述的半導(dǎo)體器件的制造方法,所述MTJ元件是1重結(jié)構(gòu)造或2重結(jié)構(gòu)造。
35.如權(quán)利要求32所述的半導(dǎo)體器件的制造方法,還包括在所述第1貫通孔內(nèi)形成與所述第1布線隔開的接觸邊緣。
36.如權(quán)利要求35所述的半導(dǎo)體器件的制造方法用相同材料形成所述接觸邊緣和所述第1布線。
37.如權(quán)利要求32所述的半導(dǎo)體器件的制造方法,還包括在所述第1布線上形成使所述第1布線的寬度變窄的凹部。
38.如權(quán)利要求32所述的半導(dǎo)體器件的制造方法,還包括形成與所述第1連接部件連接的晶體管或二極管。
39.如權(quán)利要求28所述的半導(dǎo)體器件的制造方法,還包括形成與第1方向上延伸的所述第1布線隔開,且在與所述第1方向不同的第2方向上延伸的第2布線;在所述第1和第2布線之間形成與所述第1和第2布線隔開,且與所述第1連接部件連接的第3布線;在所述第1和第3布線之間的所述第1和第2布線的交點(diǎn)上,形成與所述第1和第3布線連接的磁阻效應(yīng)元件。
40.如權(quán)利要求39所述的半導(dǎo)體器件的制造方法,還包括在所述第1貫通孔內(nèi)形成與所述第1布線隔開的接觸邊緣。
41.如權(quán)利要求28所述的半導(dǎo)體器件的制造方法,還包括形成與第1方向上延伸的所述第1布線隔開,且在與所述第1方向不同的第2方向上延伸的第2布線;在所述第1和第2布線之間,形成與所述第1和第2布線隔開的第3布線;在所述第1和第3布線之間的所述第1和第2布線的交點(diǎn)上,形成與所述第3布線和所述第1連接部件連接的磁阻效應(yīng)元件。
42.如權(quán)利要求41所述的半導(dǎo)體器件的制造方法,還包括在所述第1貫通孔內(nèi)形成與所述第1布線隔開的接觸邊緣。
43.如權(quán)利要求28所述的半導(dǎo)體器件的制造方法,還包括形成與第1方向上延伸的所述第1布線隔開,且在與所述第1方向不同的第2方向上延伸的多個第2布線,所述第1布線具有所述第1貫通孔和第2貫通孔;在所述第1和第2布線之間的所述第1和第2布線的交點(diǎn)上,分別形成具有與所述第1布線對置的一端部和與所述第2布線對置的另一端部的多個磁阻效應(yīng)元件;與所述第1布線隔開地形成第3布線,該第3布線與所述磁阻效應(yīng)元件的所述一端部和所述第1連接部件連接;與所述第2布線隔開地形成與所述磁阻效應(yīng)元件的所述另一端部連接的第4布線;形成與所述第4布線連接的第2連接部件,所述第2連接部件與所述第1布線隔開,并通過所述第2貫通孔。
44.如權(quán)利要求43所述的半導(dǎo)體器件的制造方法,還包括在所述第1貫通孔內(nèi),與所述第1布線隔開形成第1接觸邊緣;在所述第2貫通孔內(nèi),與所述第1布線隔開形成第2接觸邊緣。
45.如權(quán)利要求28所述的半導(dǎo)體器件的制造方法,還包括形成與第1方向上延伸的所述第1布線隔開,且在與所述第1方向不同的第2方向上延伸的第2布線;在所述第1和第2布線之間的所述第1和第2布線的交點(diǎn)上,形成具有一端部和另一端部的第1磁阻效應(yīng)元件;與所述第1布線隔開地形成第3布線,該第3布線與所述第1磁阻效應(yīng)元件的所述一端部和所述第1連接部件連接;與所述第2布線隔開地形成第4布線,該第4布線與所述第1磁阻效應(yīng)元件的所述另一端部連接;形成與所述第2布線隔開,且在所述第1方向上延伸的第5布線,該第5布線具有第2和第3貫通孔;形成與所述第5布線隔開,且在所述第2方向上延伸的第6布線;在所述第5和第6布線之間的所述第5和第6布線的交點(diǎn),形成具有一端部和另一端部的第2磁阻效應(yīng)元件;形成與所述第2磁阻效應(yīng)元件的所述一端部連接,且與所述第5布線隔開的第7布線;形成與所述第2磁阻效應(yīng)元件的所述另一端部連接,且與所述第6布線隔開的第8布線;形成與所述第3和第7布線連接的第2連接部件,所述第2連接部件與所述第5布線隔開,并通過所述第2貫通孔;和形成與所述第4和第8布線連接的第3連接部件,所述第3連接部件與所述第5布線隔開,并通過所述第3貫通孔。
46.如權(quán)利要求45所述的半導(dǎo)體器件的制造方法,還包括在所述第1貫通孔內(nèi),與所述第1布線隔開形成第1接觸邊緣;在所述第2貫通孔內(nèi),與所述第5布線隔開形成第2接觸邊緣;在所述第3貫通孔內(nèi),與所述第5布線隔開形成第3接觸邊緣。
47.如權(quán)利要求28所述的半導(dǎo)體器件的制造方法,還包括形成與第1方向上延伸的所述第1布線隔開,且在與所述第1方向不同的第2方向上延伸的第2布線;在所述第1和第2布線之間的所述第1和第2布線的交點(diǎn)上,形成具有一端部和另一端部的第1磁阻效應(yīng)元件;與所述第1布線隔開地形成第3布線,該第3布線與所述第1磁阻效應(yīng)元件的所述一端部和所述第1連接部件連接,且;與所述第2布線隔開地形成與所述第1磁阻效應(yīng)元件的所述另一端部連接的第4布線;與所述第2布線隔開地形成在所述第1方向上延伸的第5布線,所述第5布線具有第2貫通孔;與所述第5布線隔開地形成在所述第2方向上延伸的第6布線;在所述第5和第6布線之間的所述第5和第6布線的交點(diǎn)上形成具有一端部和另一端部的第2磁阻效應(yīng)元件;與所述第5布線隔開地形成與所述第2磁阻效應(yīng)元件的所述一端部連接的第7布線;與所述第6布線隔開地形成與所述第2磁阻效應(yīng)元件的所述另一端部連接的第8布線;形成與所述第4和第7布線連接的第2連接部件,所述第2連接部件與所述第5布線隔開,并通過所述第2貫通孔。
48.如權(quán)利要求47所述的半導(dǎo)體器件的制造方法,還包括在所述第1貫通孔內(nèi),與所述第1布線隔開形成第1接觸邊緣;在所述第2貫通孔內(nèi),與所述第5布線隔開形成第2接觸邊緣。
全文摘要
一種配置具有孔的布線的半導(dǎo)體器件及其制造方法。該半導(dǎo)體器件包括具有第1貫通孔的第1布線;和與所述第1布線隔開且通過所述第1貫通孔的第1連接部件。
文檔編號H01L27/105GK1444274SQ0312266
公開日2003年9月24日 申請日期2003年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月5日
發(fā)明者梶山健 申請人:株式會社東芝
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