(57)【要約】【課題】高い冷却効果を備えた半導体チップおよび磁気記録装置を供給する。【解決手段】半導体チップは、磁化方向が固定された第１強磁性金属層と、磁化方向が変化する第２強磁性金属層と、第１強磁性金属層及び第２強磁性金属層に挟持された非磁性層とを有する磁気抵抗効果素子と、液体または気体を流すための配管と、を備えたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁化方向が固定された第１強磁性金属層と、磁化方向が変化する第２強磁性金属層と、前記第１強磁性金属層及び前記第２強磁性金属層に挟持された非磁性層とを有する磁気抵抗効果素子と、液体または気体を流すための配管と、を備えたことを特徴とする半導体チップ。
【請求項２】
前記配管が前記磁気抵抗効果素子と少なくとも１面以上対向して配置されていることを特徴とする請求項1に記載された半導体チップ。
【請求項３】
前記磁気抵抗効果素子と電気的に接続されたビット線を有し、前記配管が前記ビット線を挟んで、前記磁気抵抗効果素子の反対側に備えることを特徴とする請求項1または２に記載された半導体チップ。
【請求項４】
前記配管に通す液体または気体を溜めておけるタンクと、前記配管と前記タンクとを接続する管と、請求項１から３のいずれか1項に記載の前記半導体チップとを備えることを特徴とする磁気記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体チップおよび磁気記録装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、不揮発性、高速性、長期信頼性などの特徴を持つ磁気記憶装置としてトンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ：Ｔｕｎｎｅｌ  Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ  Ｅｆｆｅｃｔ）を利用した磁気的ランダムアクセスメモリ（ＭＲＡＭ：Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）が提案されている。メモリなどの記録装置は、磁気抵抗効果素子で形成された半導体チップを実装して記録装置として製品化するが、半導体チップを実装するという工程があるため、高温プロセスを通す必要がある。リフロー工程などの高い温度のプロセスに投入することにより磁気抵抗効果素子には少なからず熱によるデータの消失や素子破壊といったダメージで、磁気抵抗効果素子の破壊、データが保持できない、熱によるダメージが残り磁気抵抗効果素子が壊れやすく品質が低下するといった問題が起こることがあった。
【０００３】
また、電子素子の微細化、高集積化が進んでいくと素子間の距離が近くなり、動作による発熱によっても磁気抵抗効果素子には、熱によるデータの消失や素子破壊といったダメージで、磁気抵抗効果素子の破壊、データが保持できない、熱によるダメージが残り磁気抵抗効果素子が壊れやすくなることで品質が低下するといった問題が起こる。この問題を解決するために、例えば特許文献１にペルチェ冷却素子を用いた半導体装置が提案されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２７４２２６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ペルチェ冷却素子では、十分な冷却効果が得られない場合があった。冷却性能はペルチェ素子によって決定されるため、回路の発熱を無視できる程度の電流で十分な無い冷却性能を保持する必要がある。そこで本発明では高い冷却効果を備えた半導体チップおよび磁気記録装置を供給することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係る半導体チップは、磁化方向が固定された第１強磁性金属層と、磁化方向が変化する第２強磁性金属層と、前記第１強磁性金属層及び前記第２強磁性金属層に挟持された非磁性層とを有する磁気抵抗効果素子と、液体または気体を流すための配管と、を備えた半導体チップであることを特徴とする。
【０００７】
上記特徴の半導体チップは、半導体チップ内に液体または気体を流すための配管を設置することで、磁気抵抗効果素子の温度上昇を抑制し、高い冷却効果を備えることが可能となる。
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明に係る半導体チップは、配管が磁気抵抗効果素子と少なくとも１面以上対向して配置されていることを特徴とする。
【０００９】
上記特徴の半導体チップは、配管が半導体チップ内の磁気抵抗効果素子に対抗し接するように設置することで熱伝導効果が向上し、冷却効果が向上するため磁気抵抗効果素子の温度上昇をより抑制することが可能となる。
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明に係る半導体チップは、磁気抵抗効果素子と電気的に接続されたビット線を有し、配管がビット線を挟んで、磁気抵抗効果素子の反対側に備えることを特徴とする。
【００１１】
上記特徴の半導体チップは、ビット線を挟んで磁気抵抗効果素子と反対に配管を配置することで、磁気抵抗効果素子の温度上昇を抑制し、素子の破壊を防ぎ、長期データ保持が可能となる。また磁気抵抗効果素子が配管直下にあるため、リフロー炉内などの外部的熱がかかる場合での磁気抵抗効果素子の温度上昇も抑制し、リフロー時のデータの書き換わりや素子の破壊を抑制することが可能となる。
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明に係る磁気記録装置は、配管に通す液体または気体を溜めておけるタンクと、配管とタンクとを接続する管と、請求項１から３のいずれか1項に記載の半導体チップとを備えることを特徴とする。
【００１３】
上記特徴の磁気記録装置は、磁気記録装置とタンクが接することで、磁気記録装置内の温度上昇も抑制し、素子の破壊を防ぎ、長期データ保持が可能となる。また、リフロー炉内での磁気抵抗効果素子の温度上昇も抑制し、リフロー時のデータの書き換わりや素子の破壊を抑制することが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、高い冷却効果を備える半導体チップまたは磁気記録装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施形態に係る半導体チップの斜視図
【図２】第１の実施形態に係る半導体チップの断面図
【図３】第１の実施形態に係る異なる位置にワード線を備えた半導体チップの斜視図
【図４】第１の実施形態に係る異なる位置にワード線を備えた半導体チップの断面図
【図５】第２の実施形態に係る半導体チップの断面図
【図６】第２の実施形態に係る配管の対向面積が大きい場合の半導体チップの断面図
【図７】第２の実施形態に係る異なる位置に配管を備えた半導体チップの断面図
【図８】第２の実施形態に係るバイパスラインとワード線の間に配管を備えた半導体チップの断面図
【図９】第３の実施形態に係るワード線と配管が平行になるように備えた半導体チップの斜視図
【図１０】第３の実施形態に係るワード線と配管が平行になるように備えた半導体チップの断面図
【図１１】第３の実施形態に係るビット線と配管が平行になるように備えた半導体チップの斜視図
【図１２】第３の実施形態に係るビット線と配管が平行になるように備えた半導体チップの断面図
【図１３】第４の実施形態に係る磁気記録装置全体図
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明を実施するための好適な形態につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、均等の範囲のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
【００１７】
（第１実施形態）
図１は第１の実施形態に係る半導体チップの斜視図である。本実施形態における半導体チップ内部には磁気抵抗効果素子１と、ビット線２と、ワード線３と、配管４と、下部電極５と、コンタクト層６と、絶縁層８を備えている。磁気抵抗効果素子１とビット線２は電気的に接続されている。磁気抵抗効果素子１とワード線３は下部電極５とコンタクト層６を経由して電気的に接続されている。配管４は磁気抵抗効果素子１に並んで形成される。そして、磁気抵抗効果素子１と、ビット線２と、ワード線３と、配管４と、下部電極５と、コンタクト層６が絶縁層８内に存在する。下部電極５とコンタクト層６を合わせてバイパスライン７とする。なお、半導体チップ内には他の膜や素子等も存在するが図中からは省略してある。磁気抵抗効果素子１、ビット線２、ワード線３、配管４が半導体チップ内に複数備えられているが、こちらも省略してある。
【００１８】
また図２は第１の実施形態に係る半導体チップの断面図である。ビット線２に沿った断面図を示している。図１と同様の説明となる。
【００１９】
ビット線２はワード線３と交差する方向に延びるように形成されており、ワード線３から下部電極５、コンタクト層６がビット線２方向に延びており、下部電極５の端に磁気抵抗効果素子１が配置され、磁気抵抗効果素子１とビット線２、ワード線３がそれぞれ電気的に接続されている。ビット線２に通電させることで磁界を発生させるとともに磁気抵抗効果素子１にも通電させる。
【００２０】
磁気抵抗効果素子１に情報を書き込むには、互いに交差する方向に配置されたビット線２とワード線３を一対選択し、ビット線２に通電することで、ビット線２から、磁気抵抗効果素子１、ワード線３へと電流が流れ、情報を書き込むことができる。このように磁気抵抗効果素子１には電流が流れるため、磁気抵抗効果素子１は発熱する。磁気抵抗効果素子１が発熱するだけでなく、近辺に存在するビット線２やワード線３も発熱するため、磁気抵抗効果素子１には磁気抵抗効果素子１自体の発熱だけではなく、周りの発熱によっても、影響を受けるため、熱によるダメージが蓄積し、やがて磁気抵抗効果素子１の破壊の原因となる膜破壊を起こしてしまう。
【００２１】
また、磁気抵抗効果素子１に書き込まれた情報を読み出すには、ワード線３を選択し、ビット線２に通電することで、ビット線２から、磁気抵抗効果素子１、ワード線３へと電流を流し、検出する。読み出し時に流す電流は書き込み時にかかる電流よりも小さいが、書き込み時と同じく、磁気抵抗効果素子１に電流は流れるため、磁気抵抗効果素子１は発熱する。磁気抵抗効果素子１が発熱するだけでなく、近辺に存在するビット線２やワード線３も発熱する。
【００２２】
このように磁気抵抗効果素子１は熱による影響を受けてしまう。そこで配管４を備え、配管４に液体または気体を流すことで、配管４内の液体または気体を磁気抵抗効果素子１より熱伝導率がいいものにすることで磁気抵抗効果素子１に蓄積する熱が配管４内の液体または気体に移動する。よって、磁気抵抗効果素子１に蓄積する熱を低減することができるため、磁気抵抗効果素子１を冷却することができ、磁気抵抗効果素子１への熱によるダメージを緩和することができる。
【００２３】
配管４は、液体または気体を通せるよう空洞を形成していればよい。また液体が漏れださないようにするため、配管４を形成する材料は、金属やガラス、ゴムなどがよい。例えば金属としては、熱伝導率が高い金、銀やそれらを含んだ合金、絶縁体であるタンタル、ビスマスやそれらを含んだ合金、非磁性であるアルミニウム、マグネシウムやそれらを含んだ酸化物などである。配管４の材料といてガラスまたはゴムを使う場合、ガラスまたはゴムの内側に金属を入れることで熱伝導率を上げ、冷却効果を向上させることもできる。このように金属、ガラス、ゴムのどれか１つで配管を形成するのではなく、１つ以上を組み合わせて配管を形成してもよい。
【００２４】
配管４は、絶縁層に囲まれて配線などと接しない、または配管４自体が絶縁体で形成されることで、配管４が他の配線などと導通しない状態となる。
【００２５】
磁気抵抗効果素子１の熱によるダメージについて説明してきたが、低温環境下で動作させる場合、低温により電流が流れなくなり、磁気抵抗効果素子１が書き換えられないということも起こり得る。その際に、配管４に低温環境下よりも高い温度の液体または気体を流すことで、磁気抵抗効果素子１が温められ、低温環境下であっても通常動作を行えるようにすることもできる。磁気抵抗効果素子１は温められるが低温環境下なので磁気抵抗効果素子１への蓄積される熱のダメージは小さく、管４に低温環境下よりも高い温度の液体または気体を流しても磁気抵抗効果素子１を破壊する効果はない。
【００２６】
配管４を形成する際は、磁気抵抗効果素子１、ビット線２、ワード線３、下部電極５、コンタクト層６のいずれかを作成するときに合わせて形成されることが好ましい。それにより、積層して半導体チップが作られていく際には、効率よく半導体チップ内に配管４を形成することができる。これは断面図を見てわかるように、配管の上辺または下辺が磁気抵抗効果素子１、ビット線２、ワード線３、下部電極５、コンタクト層６のいずれかと同じ高さにあることがわかる。
【００２７】
図３は第１の実施形態に係る異なる位置にワード線を備えた半導体チップの斜視図である。図１との違いは、図中でのワード線３とパイパスライン７の接続の有無である。図１、図３ともに半導体チップ内に存在するある磁気抵抗効果素子１の近辺を切り出した図となっており、実際の物として省略されている部分がある。図１では、ワード線３が図１では表示されていない部分で選択トランジスタというものと接続している。図３では、バイパスライン７が図３では表示されていない部分で選択トランジスタというものと接続している。またワード線３が選択トランジスタの一部ともいえるため、どちらの場合も本実施形態１の効果を得ることができる。
【００２８】
図４は第１の実施形態に係る異なる位置にワード線を備えた半導体チップの断面図である。同じように、図２との違いは、図中でのワード線３とパイパスライン７の接続の有無である。図２、図４ともに半導体チップ内に存在するある磁気抵抗効果素子１の近辺を切り出した図となっており、実際の物として省略されている部分がある。図２では、ワード線３が図２では表示されていない部分で選択トランジスタというものと接続している。図４では、バイパスライン７が図４では表示されていない部分で選択トランジスタというものと接続している。またワード線３が選択トランジスタの一部ともいえるため、どちらの場合も本実施形態１の効果を得ることができる。
【００２９】
（第２実施形態）
第２の実施形態と第１の実施形態の差異は、磁気抵抗効果素子１、ビット線２、バイパスライン７のそれぞれと配管４が対向していることである。第１の実施形態と同様の部分は、説明を省略する。
【００３０】
図５は第２の実施形態に係る半導体チップの断面図である。本実施形態における半導体チップ内部には磁気抵抗効果素子１と、ビット線２と、ワード線３と、配管４と、下部電極５と、コンタクト層６と、絶縁層８を備えている。配管４は、磁気抵抗効果素子１とビット線２とバイパスライン７のそれぞれと１面ずつ対向している。それぞれと１面ずつ対向しているとは、例えば配管４の第一の面の一部とビット線２が対向し、配管４の第一の面の側面である第二の面の一部と磁気抵抗効果素子１が対向し、配管４の第一の面と対向面である第三の面の一部とバイパスライン７が対向している状態である。あるいは配管４の第一の面の一部とビット線２が対向し、配管４の第一の面の側面である第二の面の一部と磁気抵抗効果素子１とバイパスライン７が対向している状態である。また、あるいは配管４の第一の面の一部とビット線２が対向し、配管４の第一の面と対向面である第三の面の一部と磁気抵抗効果素子１とバイパスライン７が対向している状態である。
【００３１】
バイパスライン７は下部電極５とコンタクト層６を合わせたものであるが、例えば図６のように、対向状態として下部電極５が配管４の第二の面と対向し、コンタクト層６が配管４の第三の面と対向したとしてもバイパスライン７が第二の面と対向あるいは第三の面と対向となる。
【００３２】
配管４を磁気抵抗効果素子１の対向に配置することで、磁気抵抗効果素子１と配管４の距離が近くなり、磁気抵抗効果素子１に蓄積する熱が配管４に移動する効果が向上する。磁気抵抗効果素子１を冷却する効果が向上され、磁気抵抗効果素子１への熱によるダメージを緩和する効果を向上することができる。
【００３３】
磁気抵抗効果素子１、ビット線２、バイパスライン７のそれぞれと配管４が対向していることで、磁気抵抗効果素子１、ビット線２、バイパスライン７で蓄積する熱がより配管４に移動することになる。磁気抵抗効果素子１、ビット線２、バイパスライン７に蓄積する熱を低減する効果が向上され、磁気抵抗効果素子１、ビット線２、バイパスライン７のそれぞれへの熱によるダメージを緩和する効果を向上することができる。
【００３４】
図５や図６では、配管４が磁気抵抗効果素子１だけではなく、ビット線２やワード線３、バイパスライン７とも対向しているが、配管４と磁気抵抗効果素子１が少なくとも１面以上対向していればよい。よって、配管４と磁気抵抗効果素子１のみが対向しており、配管４とビット線２やワード線３、バイパスライン７とが対向していなくてもよい。また、対向しているとはあるものと、あるものが向き合っていることを意味し、向き合い、かつ接すること好ましい。接することで熱伝導効果が最大となり、磁気抵抗効果素子１に蓄積する熱が配管４に最も移動することで、磁気抵抗効果素子１の冷却効果が上がるためである。
【００３５】
第２の実施形態において、図５や図６といった代表的な例を示したが、第２の実施形態は磁気抵抗効果素子１と配管４が少なくとも１面以上対向していればよい。以下に異なる例もいくつか示す。
【００３６】
図７は第２の実施形態に係る異なる位置に配管を備えた半導体チップの断面図である。本実施形態における半導体チップ内部には磁気抵抗効果素子１と、ビット線２と、ワード線３と、配管４と、下部電極５と、コンタクト層６と、絶縁層８を備えている。配管４は、磁気抵抗効果素子１とワード線３とバイパスライン７のそれぞれと１面ずつ対向している。また磁気抵抗効果素子１が、配管４とバイパスライン７と同じ接続面で対向している。また配管４は磁気抵抗効果素子１と対向した面以外でバイパスライン７と対向する。この際、配管の大きさによってはワード線３と配管４が対向していなくてもよい。
【００３７】
配管４が、磁気抵抗効果素子１とワード線３とバイパスライン７のそれぞれと１面ずつ対向していることで、磁気抵抗効果素子１、ワード線３、バイパスライン７で蓄積する熱がより配管４に移動することになる。磁気抵抗効果素子１、ワード線３、バイパスライン７に蓄積する熱を冷却する効果が向上され、磁気抵抗効果素子１、ワード線３、バイパスライン７のそれぞれへの熱によるダメージを緩和する効果を向上することができる。
【００３８】
図８は第２の実施形態に係るバイパスラインとワード線の間に配管を備えた半導体チップの断面図である。本実施形態における半導体チップ内部には磁気抵抗効果素子１と、ビット線２と、ワード線３と、配管４と、下部電極５と、コンタクト層６と、絶縁層８を備えている。配管４は、ワード線３とバイパスライン７のそれぞれと１面ずつ対向している。配管４はワード線３と対向し、ワード線３と対向した面以外でバイパスライン７と対向する。
【００３９】
配管４が、ワード線３とバイパスライン７のそれぞれと１面ずつ対向していることで、ワード線３、バイパスライン７で蓄積する熱がより配管４に移動することになる。磁気抵抗効果素子１、ワード線３、バイパスライン７に蓄積する熱を低減する効果が向上され、ワード線３、バイパスライン７のそれぞれへの熱によるダメージを緩和する効果を向上することができる。実施形態３よりワード線３とバイパスライン７に対向している面積が大きいため、冷却効果は向上される。
【００４０】
このように第２の実施形態は、磁気抵抗効果素子１と配管４が対向していればよい。ここで示した構成以外でも磁気抵抗効果素子１と配管４が少なくとも１面以上対向していれば第２の実施形態に係ることは容易に理解できる。
【００４１】
（第３実施形態）
第３の実施形態と第１、２の実施形態の差異は、配管４がビット線２を挟んで、磁気抵抗効果素子１の反対側に配置されることである。第１の実施形態と同様の部分は、説明を省略する。
【００４２】
図９は第５の実施形態に係るワード線と配管が平行になるように備えた半導体チップの斜視図の一例である。本実施形態における半導体チップ内部には磁気抵抗効果素子１と、ビット線２と、ワード線３と、配管４と、下部電極５と、コンタクト層６と、絶縁層８を備えている。配管４は、ビット線２を挟んで、磁気抵抗効果素子１の反対側に配置される。配管４はワード線３と平行に位置し、磁気抵抗効果素子１の直上にあることが好ましい。また、ビット線２と配管４は対向していてもよい。
【００４３】
ビット線２を挟んで磁気抵抗効果素子１の反対側であり、磁気抵抗効果素子１と垂直になる位置に配管４を設けることで、磁気抵抗効果素子１とビット線２の交点の温度を吸熱することになり、冷却効果が向上する。それにより、磁気抵抗効果素子１の温度上昇抑制の効果を向上させることになるので、磁気抵抗効果素子１への熱によるダメージを緩和することができる。
【００４４】
また図１０は第３の実施形態に係るワード線と配管が平行になるように備えた半導体チップの断面図の一例である。図９の斜視図となるため、同様の説明となる。
【００４５】
図１１は第３の実施形態に係るビット線と配管が平行になるように備えた半導体チップの斜視図の一例である。配管４は、ビット線２を挟んで、磁気抵抗効果素子１の反対側に配置される。図９との差異は、ビット線２を挟んで、磁気抵抗効果素子１の反対側に配置された配管４の向きが異なる点である。図９と同様の部分は、説明を省略する。配管４はビット線２と平行に位置する。配管４は、磁気抵抗効果素子１の直上にあることが好ましい。また、ビット線２と配管４は対向していてもよい。
【００４６】
ビット線２を挟んで磁気抵抗効果素子１の反対側であり、磁気抵抗効果素子１と垂直になる位置に配管４を設け、配管４とビット線２が平行に位置することで、磁気抵抗効果素子１とビット線２の交点の温度を吸熱することになり、冷却効果が上がる。それにより、磁気抵抗効果素子１の温度上昇抑制の効果を向上させることになるので、磁気抵抗効果素子１への熱によるダメージを緩和することができる。
【００４７】
また図１２は第３の実施形態に係る半導体チップの断面図の一例である。図８の斜視図となるため、同様の説明となる。
【００４８】
また、第３の実施形態ではワード線３に平行、ビット線２に平行とそれぞれなっているが、配管４は、ビット線２を挟んで、磁気抵抗効果素子１の反対側に配置され磁気抵抗効果素子１の直上に配管４を備えていることが重要であり、ワード線３またはビット線２に平行でなく、任意の角度になっていてもよい。同ビット線２に接続している磁気抵抗効果素子１上、または同ワード線３上に備えられた磁気抵抗効果素子１上に配管４が備わっていなくてもよい。例えば、配管４が、ビット線２に対して平行ではなく、隣合っている異なるビット線２に備えられている磁気抵抗効果素子１に向けて伸びていく方向に配管が備わっていてもよい。
【００４９】
（第４実施形態）
第４の実施形態と第１、２、３の実施形態の差異は、実施形態１から５までの半導体チップを備えた磁気記録装置であり、磁気記録装置と配管４に流すための液体または気体を溜めるタンクを備えたことである。第１の実施形態と同様の部分は、説明を省略する。
【００５０】
図１３は第４の実施形態に係る磁気記録装置全体図の一例である。本実施形態における磁気記録装置９は、半導体チップ１０、タンク１１、管１２を備えている。磁気記録装置９の内部に半導体チップ１０を備えている。タンク１１は、配管４に流れる液体または気体を溜めている。タンク１１から液体または気体を流すための管１２がタンク１１と接続されており、磁気記録装置９上で管１２が半導体チップ１０と接続しており、管１２を用いて半導体チップ１０とタンク１１が接続されている。半導体チップ１０内に液体または気体は流れるが、図示は省略している。
【００５１】
磁気記録装置９にタンク１１を備え、管１２によって磁気記録装置９とタンク１１が接続されることで、半導体チップ１０に液体または気体を流すことができる磁気記録装置となる。また、磁気記録装置９に接するようにタンク１１を備えることで磁気記録装置９の表面積が大きくなり、放熱性も向上するので、磁気記録装置内の温度上昇も抑えることが可能となる。
【００５２】
配管４に液体または気体が流れることで、配管４内の液体または気体に磁気抵抗効果素子１に蓄積する熱が移動する。管１２を介して、配管４とタンク１１は接続されているので、配管４に存在する液体または気体とタンク６に存在する液体または気体には温度差が生まれる。さらに管１２には弁が備わっており、全体を通して１方向の流れになるように弁の向きを固定にしている。配管４に存在する液体または気体とタンク１１に存在する液体または気体には温度差が生まれ、管１２には弁が備わっており、全体を通して１方向の流れになることで、配管４、タンク１１、管１２では１方向の水流または気流が生まれ、液体または気体の循環が起こるようになっている。配管４内の液体または気体の温度とタンク１１内の液体または気体の温度ではタンク１１の方が外に面している部分が大きいため、放熱が起き、液体または気体の温度が低くなる。
【００５３】
以上、本実施形態によれば、高い冷却効果を備える半導体チップまたは磁気記録装置を提供する。
【００５４】
本発明の好適な実施形態について説明したが、上記で説明した実施形態以外にも実施形態を変更することが可能である。例えば、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）などのデバイスにおいても内部に配管を備え、液体または気体を配管に流し、冷却を行い、ＭＥＭＳでの発熱によるダメージを低減することができる。
【００５５】
例えば、半導体チップの構造が３次元構造になった場合、平面の半導体を積層していくことで性能を高める構造だが、積層していくことでより熱が籠りやすくなってしまう。そのような３次元構造の半導体チップにおいても内部に配管を備え、液体または気体を配管に流し、冷却を行い、半導体チップ内に籠りやすくなる熱によるダメージを低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、磁気抵抗効果素子の発熱によるダメージを低減することのできる半導体チップまたは磁気記録装置の製造および開発に適用することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１  磁気抵抗効果素子
２  ビット線
３  ワード線
４  配管
５  下部電極
６  コンタクト層
７  バイパスライン
８  絶縁層
９  磁気記録装置
１０  半導体チップ
１１  タンク
１２  管
【図１】
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【図２】
2018067561.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2018067561.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成29年11月15日(2017.11.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁化方向が固定された第１強磁性金属層と、磁化方向が変化する第２強磁性金属層と、前記第１強磁性金属層及び前記第２強磁性金属層に挟持された非磁性層とを有する磁気抵抗効果素子と、液体または気体を流すための配管と、を備え、
前記磁気抵抗効果素子と電気的に接続されたビット線を有し、
前記配管が前記ビット線を挟んで前記磁気抵抗効果素子の反対側に備えられ、
前記配管が前記ビット線に接することを特徴とする半導体チップ
【請求項２】
前記配管が前記ビット線と交差していることを特徴とする請求項1に記載された半導体チップ
【請求項３】
前記ビット線と前記配管が平行になるように備えられていることを特徴とする請求項1に記載された半導体チップ。
【請求項４】
磁化方向が固定された第１強磁性金属層と、磁化方向が変化する第２強磁性金属層と、前記第１強磁性金属層及び前記第２強磁性金属層に挟持された非磁性層とを有する磁気抵抗効果素子と、液体または気体を流すための配管と、を備え、
前記磁気抵抗効果素子と電気的に接続されたワード線を有し、
前記配管が前記磁気抵抗効果素子と少なくとも１面以上対向し、前記磁気抵抗効果素子と前記ワード線との間に配置されていることを特徴とする半導体チップ。
【請求項５】
磁化方向が固定された第１強磁性金属層と、磁化方向が変化する第２強磁性金属層と、前記第１強磁性金属層及び前記第２強磁性金属層に挟持された非磁性層とを有する磁気抵抗効果素子と、液体または気体を流すための配管と、を備え、
前記磁気抵抗効果素子と電気的に接続されたビット線を有し、
前記配管が前記磁気抵抗効果素子に対して前記ビット線と同じ側に備えられ、
前記配管が前記ビット線に接することを特徴とする半導体チップ。
【請求項６】
前記配管が前記磁気抵抗効果素子と接することを特徴とする請求項５に記載された半導体チップ。