DE19726852A1 - Magnetischer Speicher mit wahlfreiem Zugriff mit gestapelten Speicherzellen und Herstellungsverfahren desselben - Google Patents
Magnetischer Speicher mit wahlfreiem Zugriff mit gestapelten Speicherzellen und Herstellungsverfahren desselbenInfo
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B61/00—Magnetic memory devices, e.g. magnetoresistive RAM [MRAM] devices
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen magnetischen
Speicher mit wahlfreiem Zugriff und dessen Herstellungsver
fahren und insbesondere auf einem magnetischen Speicher mit
wahlfreiem Zugriff, in welchem jede Speicherzelle in überlap
pender Art auf der anderen gestapelt ist und auf das Her
stellungsverfahren für diesen Speicher.
Viele Typen nichtflüchtiger Speichervorrichtungen wurden er
forscht und entwickelt. Es wurde ein magnetischer Speicher
mit wahlfreiem Zugriff (MRAM) entwickelt als eine der nicht
flüchtigen Speichervorrichtungen, die eine Härte gegenüber
Strahlung zeigt. Eine Speicherzelle im MRAM hat grundsätzlich
eine Wortleitung, eine Meßleitung und einen Teil Magnetwider
standsmaterial, bei dem es sich typischerweise um Riesenma
gnetwiderstands-(GMR)-Material handelt, wobei diese alle auf
einem Halbleitersubstrat ausgebildet sind. Die Wortleitung
wird rechtwinklig zur Meßleitung hergestellt, und der Teil
der GMR-Materials wird an einem Kreuzungspunkt der Wortlei
tung und der Meßleitung plaziert. Der Teil des GMR-Materials
speichert Information als Zustände "0" und "1", die den Rich
tungen der magnetischen Vektoren im GMR-Material entsprechen.
Die Zustände in der Speicherzelle werden gespeichert und ge
ändert durch Anwenden eines Magnetfeldes über einem vorbe
stimmten Schwellwert auf einen Teil des GMR-Materials. Ein
Magnetfeld, das durch einen Wortstrom erzeugt wird, wird mit
einem Magnetfeld kombiniert, das durch einen Meßstrom erzeugt
wird, und das gesamte Magnetfeld wird an den Teil des GMR-Ma
terials angelegt, um die Zustände zu lesen und zu speichern.
Die Zustände, die in der Speicherzelle gespeichert sind, wer
den ausgelesen durch Messen der Spannungsdifferenz am Aus
gangsanschluß der Meßleitung, da der Widerstand des GMR-Mate
rials gemäß den Richtungen der Magnetvektoren gewechselt
wird.
Der konventionelle MRAM integriert eine Vielzahl von Spei
cherzellen auf dem Halbleitersubstrat. Da die Speicherzellen
auf einer Ebene angeordnet sind, und die Speicherzelle ein
gewisses Gebiet erfordert, ist die Zahl der Speicherzellen,
die auf dem Substrat integriert sind, begrenzt.
Somit besteht ein Zweck der vorliegenden Erfindung darin, ei
nen neuen und verbesserten magnetischen Speicher mit wahl
freiem Zugriff mit einer hohen Dichte der Speicherzellen zu
schaffen.
Ein weiterer Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin,
einen neuen und verbesserten magnetischen Speicher mit wahl
freiem Zugriff zu schaffen, der eine hohe Dichte und einen
niedrigen Leistungsverbrauch hat.
Diese und andere Aufgaben werden im wesentlichen durch das
Bereitstellen eines MRAM erfüllt, der eine Vielzahl von Spei
cherzellen hat, die in einer überlappenden Art aufeinander
auf einem Halbleitersubstrat angeordnet sind. Jede Speicher
zelle hat einen Teil GMR-Materials, eine Wortleitung und eine
Meßleitung, die mit einer Meßleitung in einer anderen Spei
cherzelle, die über der Speicherzelle liegt, mit einem Leiter
verbunden ist. Der Teil des GMR-Materials speichert Zustände.
Die Wortleitung neben dem Teil des GMR-Materials liefert ei
nen Wortstrom, der ein magnetisches Feld an den Teil des GMR-Mate
rials anlegt. Die Meßleitung ist elektrisch mit dem Teil
des GMR-Materials verbunden und liefert einen Meßstrom, der
die Zustände mißt, die im Teil des GMR-Materials gespeichert
sind.
Fig. 1 ist eine vereinfachte und vergrößerte perspektivische
Ansicht, die einen Teil eines MRAMs gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt.
Fig. 2 ist eine vereinfachte und vergrößerte Querschnittsan
sicht eines MRAM, wie man ihn von der Linie 2-2 der Fig. 1
sieht, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfin
dung.
Fig. 3 ist eine vereinfachte und vergrößerte Querschnittsan
sicht eines MRAM gemäß einer anderen Ausführungsform der vor
liegenden Erfindung.
Fig. 4 ist eine vereinfachte und vergrößerte Querschnittsan
sicht eines MRAMs gemäß einer nochmals anderen Ausführungs
form der vorliegenden Erfindung.
Fig. 5 ist eine vereinfachte und vergrößerte Querschnittsan
sicht eines MRAMs, der Flußkonzentratoren aufweist, gemäß ei
ner nochmals anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfin
dung.
Fig. 1 ist eine vereinfachte und vergrößerte perspektivische
Ansicht, die einen Teil eines MRAM 10 zeigt und Fig. 2 ist
eine Querschnittsansicht des MRAM 10 entlang der Linie 2-2
der Fig. 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Er
findung. Die Elemente der Fig. 2, die die gleichen Bezugszah
len haben wie die in Fig. 1 sind die gleichen, wie die ent
sprechenden Elemente der Fig. 1.
Der in Fig. 1 gezeigte MRAM enthält acht Speicherzellen, die
in zwei Schichten auf einem Halbleitersubstrat 11 gestapelt
sind, und in mehr Schichten gestapelt werden können. Aus
Gründen der Einfachheit werden nachfolgend vier Speicherzel
len, die mit der gleichen Meßleitung verbunden sind, erläu
tet. Jede Speicherzelle im MRAM 10 hat einen Teil GMR-Materi
als, eine Wortleitung und eine Meßleitung. GMR-Material ist
typischerweise zusammengesetzt aus magnetischen Materialien,
wie Nickel oder Eisen oder Kobalt oder Legierungen davon,
einschließlich Legierungen, die Palladium oder Platin enthal
ten. Die Wortleitung und die Meßleitung sind aus leitendem
Material hergestellt, wie Aluminium oder Kupfer oder Legie
rungen davon. Eine erste Speicherzelle hat einen ersten Teil
des magnetischen Speichers 12, eine erste Wortleitung 13 und
eine Meßleitung 14. Zweite, dritte und vierte Speicherzellen
haben zweite, dritte und vierte Teile des GMR-Materials 15,
17 und 20, zweite, dritte und vierte Wortleitungen 16, 18 und
21 und eine Meßleitung 22. Die untere Meßleitung 14 ist elek
trisch mit den Teilen des GMR-Materials 12 und 15 mit Kontak
ten verbunden und mit der oberen Meßleitung 22 über eine Lei
terleitung 23, die ein leitendes Material verwendet. Ein Meß
strom wird durch die Meßleitungen 14 und 22 und Teile des
GMR-Materials 12, 15, 17 und 20 geführt, um den Widerstand zu
messen. Jede Wortleitung ist neben Teilen des GMR-Materials
12, 15, 17 und 20 angeordnet, um ein magnetisches Feld anzu
legen, das durch einen Wortstrom an den Teilen des GMR-Mate
rials 12, 15, 17 und 20 erzeugt wird. Dielektrisches Material
24 wird zwischen alle diese Elemente gefüllt, um eine elek
trische Isolierung zu liefern.
Bezieht man sich auf Fig. 2, werden erste und zweite Wortlei
tungen 13 und 16, die auf einem Halbleitersubstrat 11, wie
Silizium ausgebildet werden, ausgebildet durch ausgewähltes
Ätzen von Metall, das auf dem Halbleitersubstrat 11 abgesetzt
wurde. Das Metall wird ausgewählt aus beispielsweise Alumi
nium (Al), Kupfer (Cu), Legierungen davon (AL1-xCux) oder
Wolfram (W). Eine erste dielektrische Schicht 25, bei der es
sich um Siliziumdioxyd (SiO₂) oder Siliziumnitrid (Si₃N₄)
handelt, wird durch eine chemische Dampfablagerungstechnik
abgelagert, um erste und zweite Wortleitungen 13 und 16 zu
bedecken. Nach Polieren einer oberen Oberfläche der dielek
trischen Schicht 25, so daß sie flach ist, werden erste und
zweite Teile des GMR-Materials 12 und 15 und die Meßleitung
14 auf der Oberfläche der dielektrischen Schicht 25 ausgebil
det. Erste und zweite Teile von GMR-Materials 12 und 15 werden
gemäß den folgenden Verfahren ausgebildet. Als erstes wird
eine GMR-Schicht auf der dielektrischen Schicht 25 abgela
gert, und eine dielektrische Maskenschicht wird abgelagert
und unter Verwendung von Lithographie gemustert, um eine
Ätzmaske für das GMR-Material zu bilden. Als nächstes wird
die GMR-Schicht geätzt, um erste und zweite Teile des GMR-Mate
rials 12 und 15 auszubilden, wonach die Ätzmaske entfernt
wird.
Die untere oder erste Meßleitung 14, die aus Metall herge
stellt ist, beispielsweise Aluminium (Al), Kupfer (Cu) oder
Legierungen daraus (AL1-xCux), wird elektrisch mit Teilen des
GMR-Materials 12 und 15 mittels ohmscher Kontakte verbunden.
Metall für die Meßleitung 14 wird auf der Oberfläche der die
lektrischen Schicht 25 abgelagert, dann wird die Meßleitung
14 unter Verwendung einer Ätzmaske geätzt, die auf der die
lektrischen Schicht 25 als Muster ausgebildet wurde. Nach dem
Formen von Teilen des GMR-Materials 12 und 15 und der untere
Meßleitung 14 wird die dielektrische Schicht 26 abgelagert,
um Teile des GMR-Materials 12 und 15 und der unteren Meßlei
tung 14 zu bedecken.
Eine obere Oberfläche der dielektrischen Schicht 26 wird po
liert, so daß sie flach ist, bevor dritte und vierte Wortlei
tungen 18 und 21 auf der dielektrischen Schicht 26 gemäß dem
gleichen Verfahren wie die ersten und zweiten Wortleitungen
13 und 16 ausgebildet werden. Die dielektrische Schicht 27
wird abgelagert, um dritte und vierte Wortleitungen 18 und 21
zu bedecken, dann wird ein Teil des GMR-Materials 17 und 20
und die obere Meßleitung 22 auf der dielektrischen Schicht 27
durch das gleiche Verfahren ausgebildet wie die Teile des
GMR-Materials 12 und 15 und die untere Meßleitung 14.
Es ist lohnend, dies auszuführen, obwohl die Meßleitungen in
verschiedenen Ebenen, die in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigt sind,
verbunden sind und im gleichen Transistorschalter verwendet
werden sollen; wenn verschiedene Meßtransistoren (nicht ge
zeigt) für die Meßleitungen auf verschiedenen Ebenen verwen
det werden, brauchen die Meßleitungen nicht zwischen unter
schiedlichen Ebenen verbunden werden.
Die obere Meßleitung 22 ist mit der unteren Meßleitung 14
über eine Leiterleitung 23 verbunden, die aus einem leitenden
Metall, wie beispielsweise Kupfer (Cu) und Wolfram (W) be
steht. Die Leitungsleitung 23 wird gemäß einer der folgenden
Verfahren ausgebildet. Als erstes werden Kontaktlöcher oder
Durchgänge, die mit der unteren Meßleitung 14 in Verbindung
stehen, ausgewählt und vertikal durch eine reaktive Ionenätz
technik geätzt. Dann wird das oben gezeigte Metall in Kon
taktlöcher gefüllt, die Kontakte mit den unteren und oberen
Meßleitungen 14 und 22 bilden. Nach Ausbildung der Kontakt
leitung 23 wird die dielektrische Schicht 28 abgelagert, um
Teile des GMR-Materials 17 und 20, der oberen Meßleitung 22
und der Kontaktleitung 23 abzudecken. Dann wird die obere
Oberfläche der dielektrischen Schicht 28 poliert, so daß sie
flach ist, um fünfte und sechste Wortleitungen 29 und 30 auf
der dielektrischen Schicht 28 auszubilden, bevor die dielek
trische Schicht 31 abgelagert wird, um fünfte und sechste
Wortleitungen 29 und 30 zu bedecken.
Wenn weitere Speicherzellen auf der fünften dielektrischen
Schicht 29 ausgebildet und gestapelt werden, werden die obi
gen Verfahren wiederholt, um Teile des GMR-Materials, Wort
leitungen, Meßleitungen, Leiterleitungen und dielektrische
Schichten zu bilden.
Im Betrieb wird, um den Zustand in den ersten, zweiten, drit
ten und vierten Speicherzellen zu lesen, ein Wortstrom an ei
ner Wortleitung angelegt, und eine Spannung wird von jeder
Meßleitung gemessen. Um beispielsweise den Zustand der ersten
Speicherzelle zu lesen, wird ein Wortstrom an erste und drit
te Wortleitungen 13 und 18 angelegt, die einen Teil des GMR-Mate
rials 12 zwischen sich legen, und dann wird eine Spannung
von den Meßleitungen 14 und 22 gemessen, in welcher ein Meß
strom über die Leiterleitung 23 angelegt wird. Die Richtung
eines Wortstromes in Wortleitung 13 ist entgegengesetzt zur
Richtung des Wortstrom in Wortleitung 18, so daß das Magnet
feld, das durch den Wortstrom erzeugt wird, an den Teil des
GMR-Materials 12 in der gleichen Richtung angelegt wird. Um
einen Zustand beispielsweise in der ersten Speicherzelle zu
speichern, wird ein Wortstrom an erste und dritte Wortleitun
gen 13 und 18 angelegt, um ein Magnetfeld zu erzeugen, das
stark genug ist, um die Richtung der Magnetvektoren in Teilen
des GMR-Materials 12 zu ändern. Wie oben erwähnt wurde, wer
den zwei Wortleitungen neben einem Teil des GMR-Materials ak
tiviert unter Verwendung des gleichen Stroms, um die Zustände
zu lesen und zu speichern, wodurch ein geringerer Wortstrom
erforderlich ist, da Magnetfelder, die von beiden Wortströmen
erzeugt werden, in einem Teil des GMR-Materials 12 überlagert
werden.
Fig. 3 ist eine vereinfachte und vergrößerte Querschnittsan
sicht eines MRAMs 32 gemäß einer zweiten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung. Die Elemente der Fig. 3, die die
gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 2 tragen, sind den ent
sprechenden Elementen der Fig. 2 gleich oder äquivalent.
Ebenso werden die Elemente der Fig. 3, die die gleichen Be
zugszeichen wie in Fig. 2 haben, mit Verfahren hergestellt,
die den entsprechenden Verfahren der Fig. 2 gleichen oder
äquivalent dazu sind.
Der einzige Unterschied zwischen beiden in den Fig. 2 und
3 gezeigten Strukturen sind Ziffernleitungen, die anstelle
eines Teils der Wortleitungen ausgebildet sind. Erste und
zweite Wortleitungen 13 und 16 in Fig. 2 werden durch die
erste Ziffernleitung 33 auf dem Halbleitersubstrat 11 er
setzt, und die fünften und sechsten Wortleitungen 29 und 30
in Fig. 2 werden durch die zweite Ziffernleitung 34 auf der
vierten dielektrischen Schicht 28 ersetzt. Die Ziffernleitun
gen 33 und 34 werden verwendet, um im Zusammenwirken mit den
dritten und vierten Wortleitungen 18 und 21 ein Magnetfeld zu
erzeugen. Um beispielsweise den Zustand im Teil des GMR-Mate
rials 12 zu lesen, werden ein Wortstrom und ein Ziffernstrom
an die dritte Wortleitung 18 und die erste Ziffernleitung 33
gelegt, um ein Magnetfeld an einen Teil des GMR-Materials 12
anzulegen, und eine Spannung wird von ersten und zweiten
Meßleitungen 14 und 22 gemessen, in welchen ein Meßstrom über
eine Leiterleitung 23 geführt wird. Wenn die Zustände in den
Teil des GMR-Materials 12 gespeichert sind, wird ein Magnet
feld durch den Wortstrom und den Ziffernstrom angelegt, das
stark genug ist, um die Richtung der Magnetvektoren im GMR-Mate
rial 12 zu ändern. Obwohl die Ziffernleitungen 33 und 34
rechtwinklig zu den Wortleitungen 18 und 21 verlaufen, unter
stützt ein Magnetfeld durch einen Ziffernstrom das Drehen der
Magnetvektoren im GMR-Material nach dem Anlegen eines Magnet
feldes durch einen Wortstrom. Die Richtung des Wortstroms und
des Ziffernstroms wird gemäß dem zu speichernden Zustand
festgelegt.
Fig. 4 ist eine vereinfachte und vergrößerte Querschnittsan
sicht eines MRAMs 40 gemäß einer dritten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung. Die Elemente der Fig. 4, die die
gleichen Bezugszahlen haben wie in Fig. 2, sind gleich oder
äquivalent den entsprechenden Elementen der Fig. 2. Ebenso
werden die Elemente der Fig. 4, die dieselben Bezugszeichen
wie in Fig. 2 haben, mit den gleichen oder äquivalenten Ver
fahren wie in Fig. 2 hergestellt.
Der einzige Unterschied zwischen den beiden in den Fig. 4
und 2 gezeigten Strukturen ist eine Ziffernleitung, die an
stelle der Wortleitungen ausgebildet ist. Dritte und vierte
Wortleitungen 18 und 21 in Fig. 2 werden durch die Ziffern
leitung 41 zwischen zweiten und dritten dielektrischen
Schichten 26 und 27 ersetzt. Der Betrieb des MRAMs 40 ist der
gleiche wie beim MRAM 32 in Fig. 3. Das heißt, es werden die
erste Wortleitung 13 und die Ziffernleitung 41 aktiviert, um
Zustände in einem Teil des GMR-Materials 12 zu lesen und zu
speichern.
Fig. 5 ist eine vereinfachte und vergrößerte Querschnittsan
sicht eines MRAMs 50, der Flußkonzentratoren hat, gemäß einer
vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der in
Fig. 5 gezeigte MRAM 50 umfaßt zwei gestapelte Schichten auf
dem Halbleitersubstrat 11, wobei jede Schicht eine Vielzahl
von Speicherzellen aufweist. Es können auf den zwei Schichten
mehr Schichten gestapelt sein. Jede Speicherzelle hat Teile
GMR-Materials 51, 52, 53 und 54, Wortleitungen 55, 56, 57 und
58, untere und obere Meßleitungen 59 und 60, und Flußkonzen
tratoren 61, 62, 63 und 64. Die untere Meßleitung 59 ist
elektrisch mit der oberen Meßleitung 60 über die Leiterlei
tung 65 mit Kontakten verbunden.
Eine erste dielektrische Schicht 66 ist auf dem Halbleiter
substrat 11, wie beispielsweise Silizium (Si) abgelagert.
Teile des GMR-Materials 51 und 52 und der unteren Meßleitung
59 werden auf der oberen Oberfläche der ersten dielektrischen
Schicht 66 ausgebildet; dann wird die zweite dielektrische
Schicht 67 abgelagert, um Teile des GMR-Materials 51 und 52
und der unteren Meßleitung 59 abzudecken. Erste und zweite
Wortleitungen 55 und 56 werden auf der zweiten dielektrischen
Schicht 67 ausgebildet, dann werden erste und zweite Flußkon
zentratoren auf ersten und zweiten Wortleitungen ausgebildet,
bevor die dritte dielektrische Schicht 68 abgelagert wird, um
erste und zweite Wortleitungen 55 und 56 und erste und zweite
Flußkonzentratoren 61 und 62 abzudecken. In dieser Ausfüh
rungsform können, obwohl erste und zweite Flußkonzentratoren
auf ersten und zweiten Wortleitungen ausgebildet sind, erste
und zweite Flußkonzentratoren 61 und 62 irgendwo plaziert
werden, wo sie einen magnetischen Fluß konzentrieren können,
der durch einen Wortstrom erzeugt wird. Die dritte dielektri
sche Schicht 68 wird so dick abgelagert, daß das Magnetfeld
von den unteren und oberen Schichten magnetisch nicht das an
dere GMR-Materials beeinflußt.
Nach Ausbildung der zweiten Meßleitung 60 wird eine Leiter
leitung 65 vertikal mittels des gleichen Verfahrens, das in
Fig. 2 gezeigt wurde, ausgebildet, um eine elektrische Ver
bindung zwischen den unteren und oberen Meßleitungen 59 und
60 herzustellen. Eine vierte dielektrische Schicht 69 wird
abgelagert, um Teile des GMR-Materials 53 und 54, die obere
Meßleitung 60 und die Leiterleitung 65 abzudecken. Dritte und
vierte Wortleitungen 57 und 58 und dritte und vierte Flußkon
zentratoren 63 und 64 werden auf der vierten dielektrischen
Schicht 69 ausgebildet, bevor die dielektrische Schicht 70
abgelagert wird, um diese zu bedecken. Flußkonzentratoren 61,
62, 63 und 64 werden aus magnetischen Material geformt, das
eine hohe Permeabilität hat, wie beispielsweise Permalloy.
Somit erfordern Flußkonzentratoren einen kleineren Wortstrom,
da mehr magnetischen Fluß in das GMR-Material konzentriert
wird. Darüber hinaus kann der Leistungsverbrauch des Wort
stroms vermindert werden.
Somit wurden ein neuer und verbesserter MRAM und sein Her
stellungsverfahren beschrieben. Gestapelte Speicherzellen
können mehr Speicherzellen auf einem Halbleiterchip integrie
ren und eine MRAM-Vorrichtung hoher Dichte ausbilden. Da
rüber hinaus erfordert eine MRAM, die Flußkonzentratoren hat,
einen kleineren Wortstrom, so daß der gesamte Leistungsver
brauch abnimmt.
Claims (10)
1. Magnetischer Speicher mit wahlfreiem Zugriff (10), der ge
stapelte Speicherzellen hat und folgendes umfaßt:
ein Halbleitersubstrat (11); und
eine Vielzahl von Speicherzellen, die in überlappender Art übereinander auf dem Halbleitersubstrat gespeichert sind, wobei jede einen Teil eines magnetischen Materials für das Speichern von Zuständen, eine Wortleitung (13) neben dem Teil des magnetischen Materials für das Bereitstellen eines Wort stroms, der ein Magnetfeld an den Teil des magnetischen Mate rials anlegt, und eine Meßleitung (14) für das Bereitstellen eines Meßstromes, der Zustände mißt, die im Teil des magneti schen Materials gespeichert sind, umfaßt.
ein Halbleitersubstrat (11); und
eine Vielzahl von Speicherzellen, die in überlappender Art übereinander auf dem Halbleitersubstrat gespeichert sind, wobei jede einen Teil eines magnetischen Materials für das Speichern von Zuständen, eine Wortleitung (13) neben dem Teil des magnetischen Materials für das Bereitstellen eines Wort stroms, der ein Magnetfeld an den Teil des magnetischen Mate rials anlegt, und eine Meßleitung (14) für das Bereitstellen eines Meßstromes, der Zustände mißt, die im Teil des magneti schen Materials gespeichert sind, umfaßt.
2. Magnetischer Speicher mit wahlfreiem Zugriff mit gesta
pelten Speicherzellen nach Anspruch 1, wobei er ferner eine
Leiterleitung (23) für die elektrische Verbindung zwischen
Meßleitungen in gestapelten Speicherzellen umfaßt.
3. Magnetischer Speicher mit wahlfreiem Zugriff mit gesta
pelten Speicherzellen nach Anspruch 1, wobei das magnetischen
Material ein Riesenmagnetwiderstandsmaterial ist.
4. Magnetischer Speicher mit wahlfreiem Zugriff (50) mit ge
stapelten Speicherzellen, folgendes umfassend:
ein Halbleitersubstrat (11); und
eine Vielzahl von Speicherzellen, die in überlappender Art übereinander auf dem Halbleitersubstrat gespeichert sind, wobei jede einen Teil eines magnetischen Materials (51) für das Speichern von Zuständen, eine Wortleitung (55) neben dem Teil des magnetischen Materials für das Bereitstellen eines Wortstroms, der ein Magnetfeld auf den Teil des magnetischen Materials anwendet, eine Meßleitung (59) neben dem Teil des magnetischen Materials für das Bereitstellen eines Meßstroms, der Zustände mißt, die in dem Teil gespeichert sind, und ei nen Flußkonzentrator (61) neben der Wortleitung für das Kon zentrieren des magnetischen Flusses, der vom Wortstrom erzeugt wird, aufweist.
ein Halbleitersubstrat (11); und
eine Vielzahl von Speicherzellen, die in überlappender Art übereinander auf dem Halbleitersubstrat gespeichert sind, wobei jede einen Teil eines magnetischen Materials (51) für das Speichern von Zuständen, eine Wortleitung (55) neben dem Teil des magnetischen Materials für das Bereitstellen eines Wortstroms, der ein Magnetfeld auf den Teil des magnetischen Materials anwendet, eine Meßleitung (59) neben dem Teil des magnetischen Materials für das Bereitstellen eines Meßstroms, der Zustände mißt, die in dem Teil gespeichert sind, und ei nen Flußkonzentrator (61) neben der Wortleitung für das Kon zentrieren des magnetischen Flusses, der vom Wortstrom erzeugt wird, aufweist.
5. Magnetischer Speicher mit wahlfreiem Zugriff mit gesta
pelten Speicherzellen nach Anspruch 4, weiter umfassend eine
Leiterleitung (65) für das elektrische Verbinden der Meßlei
tungen in den gestapelten Speicherzellen.
6. Magnetischer Speicher mit wahlfreiem Zugriff mit gesta
pelten Speicherzellen nach Anspruch 4, wobei das magnetische
Material ein Riesenmagnetwiderstandsmaterial ist.
7. Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Speichers mit
wahlfreiem Zugriff (10), der gestapelte Speicherzellen um
faßt, mit folgenden Schritten:
Bereitstellen eines Halbleitersubstrats (11);
Ausbildung einer ersten Speicherzelle auf dem Halblei tersubstrat, die einen ersten Teil eines magnetischen Materi als (12) für das Speichern von Zuständen eine erste Wortlei tung (13) neben dem ersten Teil des magnetischen Materials für das Bereitstellen eines ersten Wortstroms und eine erste Meßleitung (14) für das Bereitstellen eines Meßstromes, der Zustände mißt, die im ersten Teil des magnetischen Materials gespeichert sind, umfaßt;
Ausbildung einer zweiten Speicherzelle auf der ersten Speicherzelle, die einen zweiten Teil eines magnetischen Ma terials (17) für das Speichern von Zuständen, eine zweite Wortleitung (18) neben dem zweiten Teil des magnetischen Ma terials für das Bereitstellen eines zweiten Wortstroms und eine zweite Meßleitung (22) für das Bereitstellen eines Meß stromes, der Zustände mißt, die im zweiten Teil des magneti schen Materials gespeichert sind, umfaßt; und
Ausbildung einer Leiterleitung (23) für die elektrische Verbindung zwischen den ersten und zweiten Meßleitungen.
Bereitstellen eines Halbleitersubstrats (11);
Ausbildung einer ersten Speicherzelle auf dem Halblei tersubstrat, die einen ersten Teil eines magnetischen Materi als (12) für das Speichern von Zuständen eine erste Wortlei tung (13) neben dem ersten Teil des magnetischen Materials für das Bereitstellen eines ersten Wortstroms und eine erste Meßleitung (14) für das Bereitstellen eines Meßstromes, der Zustände mißt, die im ersten Teil des magnetischen Materials gespeichert sind, umfaßt;
Ausbildung einer zweiten Speicherzelle auf der ersten Speicherzelle, die einen zweiten Teil eines magnetischen Ma terials (17) für das Speichern von Zuständen, eine zweite Wortleitung (18) neben dem zweiten Teil des magnetischen Ma terials für das Bereitstellen eines zweiten Wortstroms und eine zweite Meßleitung (22) für das Bereitstellen eines Meß stromes, der Zustände mißt, die im zweiten Teil des magneti schen Materials gespeichert sind, umfaßt; und
Ausbildung einer Leiterleitung (23) für die elektrische Verbindung zwischen den ersten und zweiten Meßleitungen.
8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei es ferner einen Schritt
des Wiederholens des Schrittes der Ausbildung der zweiten
Speicherzelle und des Schrittes der Ausbildung der Leiterlei
tung (23) umfaßt.
9. Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Speichers mit
wahlfreiem Zugriff (50), der gestapelte Speicherzellen um
faßt, mit folgenden Schritten:
Bereitstellen eines Halbleitersubstrats (11);
Ausbildung einer ersten Speicherzelle auf dem Halblei tersubstrat, die einen ersten Teil eines magnetischen Materi als (51) für das Speichern von Zuständen, eine erste Wortlei tung (55) neben dem ersten Teil des magnetischen Materials für das Bereitstellen eines ersten Wortstroms, der ein erstes magnetisches Feld auf den ersten Teil des magnetischen Mate rials ausübt, eine erste Meßleitung (59) für das Bereitstel len eines Meßstromes, der Zustände mißt, die im ersten Teil des magnetischen Materials gespeichert sind, und einen ersten Flußkonzentrator (61) neben der ersten Wortleitung für das Konzentrieren des magnetischen Flusses, der durch den ersten Wortstrom erzeugt wird, umfaßt;
Ausbildung einer zweiten Speicherzelle auf der ersten Speicherzelle, die einen zweiten Teil eines magnetischen Ma terials (53) für das Speichern von Zuständen, eine zweite Wortleitung (57) neben dem zweiten Teil des magnetischen Ma terials für das Bereitstellen eines zweiten Wortstroms, der ein zweites Magnetfeld auf den zweiten Teil des magnetischen Materials ausübt, eine zweite Meßleitung (60) für das Bereit stellen eines Meßstromes, der Zustände mißt, die im zweiten Teil des magnetischen Materials gespeichert sind, und einen zweiten Flußkonzentrator (63) neben der zweiten Wortleitung für das Konzentrieren des magnetischen Flusses, der vom zwei ten Wortstrom erzeugt wird umfaßt; und
Ausbildung einer Leiterleitung (65) für die elektrische Verbindung zwischen den ersten und zweiten Meßleitungen.
Bereitstellen eines Halbleitersubstrats (11);
Ausbildung einer ersten Speicherzelle auf dem Halblei tersubstrat, die einen ersten Teil eines magnetischen Materi als (51) für das Speichern von Zuständen, eine erste Wortlei tung (55) neben dem ersten Teil des magnetischen Materials für das Bereitstellen eines ersten Wortstroms, der ein erstes magnetisches Feld auf den ersten Teil des magnetischen Mate rials ausübt, eine erste Meßleitung (59) für das Bereitstel len eines Meßstromes, der Zustände mißt, die im ersten Teil des magnetischen Materials gespeichert sind, und einen ersten Flußkonzentrator (61) neben der ersten Wortleitung für das Konzentrieren des magnetischen Flusses, der durch den ersten Wortstrom erzeugt wird, umfaßt;
Ausbildung einer zweiten Speicherzelle auf der ersten Speicherzelle, die einen zweiten Teil eines magnetischen Ma terials (53) für das Speichern von Zuständen, eine zweite Wortleitung (57) neben dem zweiten Teil des magnetischen Ma terials für das Bereitstellen eines zweiten Wortstroms, der ein zweites Magnetfeld auf den zweiten Teil des magnetischen Materials ausübt, eine zweite Meßleitung (60) für das Bereit stellen eines Meßstromes, der Zustände mißt, die im zweiten Teil des magnetischen Materials gespeichert sind, und einen zweiten Flußkonzentrator (63) neben der zweiten Wortleitung für das Konzentrieren des magnetischen Flusses, der vom zwei ten Wortstrom erzeugt wird umfaßt; und
Ausbildung einer Leiterleitung (65) für die elektrische Verbindung zwischen den ersten und zweiten Meßleitungen.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei es ferner einen Schritt
des Wiederholens des Schrittes der Ausbildung der zweiten
Speicherzelle und des Schrittes der Ausbildung der Leiterlei
tung (65) umfaßt.
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