(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気トンネル接合（ＭＴＪ）デバイスであって、
固定層、自由層、および前記固定層と前記自由層との間のバリア層を含むＭＴＪと、
前記ＭＴＪに隣接した応力‐歪み膜であって、所定の方向に作用する静的応力を前記ＭＴＪにおいて誘起させるようにパターン化された応力‐歪み膜と、
前記ＭＴＪと前記応力‐歪み膜との間の酸化物スペーサであって、前記所定の方向に作用する静的応力を所望の方向に印加するように構成された傾斜面を含む酸化物スペーサとを備え、
前記所定の方向に作用する静的応力が、前記自由層の平面に垂直な第１の引張応力と、前記自由層の前記平面に平行な第１の圧縮応力と、前記自由層の前記平面に平行でありかつ前記第１の圧縮応力に垂直な第２の引張応力とを含む、ＭＴＪデバイス。
【請求項２】
前記所定の方向に作用する静的応力が、前記ＭＴＪデバイスが動作する間実質的に一定である、請求項１に記載のＭＴＪデバイス。
【請求項３】
前記自由層の前記平面に平行な前記ＭＴＪの短軸と、
前記自由層の前記平面に平行な前記ＭＴＪの長軸とを備え、前記第１の圧縮応力が前記短軸に沿った方向に作用し、前記第２の引張応力が前記長軸に沿った方向に作用する、請求項１に記載のＭＴＪデバイス。
【請求項４】
前記ＭＴＪと前記酸化物スペーサとの間のキャップ膜をさらに備えた請求項１に記載のＭＴＪデバイス。
【請求項５】
前記ＭＴＪと前記応力‐歪み膜との間のキャップ膜を備えた請求項１に記載のＭＴＪデバイス。
【請求項６】
垂直磁気ランダムアクセスメモリ（ＭＲＡＭ）に組み込まれた請求項１に記載のＭＴＪデバイス。
【請求項７】
面内磁気ランダムアクセスメモリ（ＭＲＡＭ）に組み込まれた請求項１に記載のＭＴＪデバイス。
【請求項８】
携帯電話、セットトップボックス、音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、エンターテインメントユニット、ナビゲーションデバイス、コンピュータ、ハンドヘルドパーソナル通信システム（ＰＣＳ）ユニット、ポータブルデータユニット、および固定ロケーションデータユニットのうちの少なくとも１つに組み込まれた請求項１に記載のＭＴＪデバイス。
【請求項９】
スイッチング電流が低減したＭＴＪデバイスを製造する方法であって、
ＭＴＪ膜を堆積させるステップと、
ＭＴＪを形成するように前記ＭＴＪ膜をパターン化するステップと、
前記ＭＴＪに接触するように応力‐歪み膜を堆積させるステップと、
所定の方向に作用する静的応力を前記ＭＴＪにおいて誘起させるように前記応力‐歪み膜をパターン化するステップと
前記所定の方向に作用する静的応力を所望の方向に印加するように構成された傾斜面を含む酸化物スペーサを前記ＭＴＪと前記応力‐歪み膜との間に堆積させるステップとを含み、
前記所定の方向に作用する静的応力が、前記ＭＴＪの平面に垂直な第１の引張応力と、前記ＭＴＪの前記平面に平行な第１の圧縮応力と、前記ＭＴＪの前記平面に平行でありかつ前記第１の圧縮応力に垂直な第２の引張応力とを含む、方法。
【請求項１０】
前記ＭＴＪデバイスを、携帯電話、セットトップボックス、音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、エンターテインメントユニット、ナビゲーションデバイス、コンピュータ、ハンドヘルドパーソナル通信システム（ＰＣＳ）ユニット、ポータブルデータユニット、および固定ロケーションデータユニットのうちの少なくとも１つに組み込むステップをさらに備えた請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
磁気メモリ装置であって、
第１の層において磁化を固定するための手段と、
第２の層においてトンネリング磁気抵抗（ＴＭＲ）を生じさせるための手段と、
第３の層において磁化の方向を変化させるための手段と、
前記装置のスイッチング電流を低減させるように構成された、前記第３の層に向かう所定の方向に作用する静的応力を生じさせるための手段と、
前記第１の層または前記第３の層のいずれかと前記所定の方向に作用する静的応力を生じさせるための手段との間の酸化物スペーサであって、前記所定の方向に作用する静的応力を所望の方向に印加するように構成された傾斜面を有する酸化物スペーサとを備え、
前記所定の方向に作用する静的応力が、前記第３の層の平面に垂直な第１の引張応力と、前記第３の層の前記平面に平行な第１の圧縮応力と、前記第３の層の前記平面に平行でありかつ前記第１の圧縮応力に垂直な第２の引張応力とを含む、装置。
【請求項１２】
携帯電話、セットトップボックス、音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、エンターテインメントユニット、ナビゲーションデバイス、コンピュータ、ハンドヘルドパーソナル通信システム（ＰＣＳ）ユニット、ポータブルデータユニット、および固定ロケーションデータユニットのうちの少なくとも１つに組み込まれた請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
スイッチング電流が低減したＭＴＪデバイスを製造する方法であって、
ＭＴＪ膜を堆積させるステップと、
ＭＴＪを形成するように前記ＭＴＪ膜をパターン化するステップと、
前記ＭＴＪの上方に応力‐歪み膜を堆積させるステップと、
所定の方向に作用する静的応力を前記ＭＴＪにおいて誘起させるように前記応力‐歪み膜をパターン化するステップと
前記所定の方向に作用する静的応力を所望の方向に印加するように構成された傾斜面を含む酸化物スペーサを前記ＭＴＪと前記応力‐歪み膜との間に堆積させるステップとを含み、
前記所定の方向に作用する静的応力が、前記ＭＴＪの平面に垂直な第１の引張応力と、前記ＭＴＪの前記平面に平行な第１の圧縮応力と、前記ＭＴＪの前記平面に平行でありかつ前記第１の圧縮応力に垂直な第２の引張応力とを含む、方法。
【請求項１４】
前記ＭＴＪデバイスを、携帯電話、セットトップボックス、音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、エンターテインメントユニット、ナビゲーションデバイス、コンピュータ、ハンドヘルドパーソナル通信システム（ＰＣＳ）ユニット、ポータブルデータユニット、および固定ロケーションデータユニットのうちの少なくとも１つに組み込むステップをさらに備えた請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１１年９月１２日に出願したＺＨＵらの米国仮出願第６１／５３３４１３号の優先権を主張するものである。
【０００２】
本開示は、概してスピントランスファートルク磁気ランダムアクセスメモリ（ＳＴＴ‐ＭＲＡＭ，ｓｐｉｎ‐ｔｒａｎｓｆｅｒ‐ｔｏｒｑｕｅ  ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ）に関する。より詳細には、本開示は、ＳＴＴ‐ＭＲＡＭスイッチング電流を低減させるような方向に内部歪みおよび応力を作用させることに関する。
【背景技術】
【０００３】
従来のランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）チップ技法とは異なり、磁気ＲＡＭ（ＭＲＡＭ）では、データは電荷として記憶されず、代わりに記憶要素の磁気分極によって記憶される。記憶要素は、トンネリングバリア層によって分離された２つの強磁性層から形成される。固定層と呼ばれる２つの層のうちの一方では、少なくとも１つの基準磁気分極が特定の極性に設定される。自由層と呼ばれる他方の磁性層の磁気極性は、「１」（たとえば、固定基準層に対して逆平行）または「０」（たとえば、固定基準層に対して平行）のいずれかを表すように変更される。固定層とトンネリングバリア層と自由層とを有するそのような１つのデバイスとして磁気トンネル接合（ＭＴＪ，ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｔｕｎｎｅｌ  ｊｕｎｃｔｉｏｎ）がある。ＭＴＪの電気抵抗は、固定層の磁気極性に対する自由層の磁気極性に応じて決まる。ＭＲＡＭなどのメモリデバイスは、個別にアドレス可能なＭＴＪのアレイから構築される。
【０００４】
従来のＭＲＡＭにおいてデータを書き込むときは、ＭＴＪを介して書込み電流を印加する。書込み電流は、自由層内のスピンまたは磁化の向きを変化させるのに十分な臨界スイッチング電流レベルと呼ばれるレベルを超える大きさを有する。書込み電流が第１の方向に流れるときは、ＭＴＪを電流の各磁化が互いに平行な向きになる第１の状態にするかまたは第１の状態のままにしておくことができる。書込み電流が第１の方向と逆の第２の方向に流れるときは、ＭＴＪを電流の各磁化が互いに逆平行な向きになる第２の状態にするかまたは第２の状態のままにしておくことができる。
【０００５】
従来のＭＲＡＭにおいてデータを読み取るときは、ＭＴＪにおいてデータを書き込むのに使用されるのと同じ電流経路を介して読取り電流がＭＴＪを通って流れればよい。ＭＴＪの各磁化が互いに平行な向きである場合、ＭＴＪは、ＭＴＪ要素の各磁化が互いに逆平行な向きである場合にＭＴＪが示す抵抗とは異なる抵抗を示す。したがって、従来のＭＲＡＭでは、２つの異なる抵抗によって定められる２つの異なる状態があり、その状態に基づいて論理「０」値または論理「１」値を読み取ることができる。
【０００６】
磁気ランダムアクセスメモリのビットセルは、メモリ要素（たとえば、ＭＲＡＭの場合にはＭＴＪ）のパターンを含む１つまたは複数のアレイの中に配置されてもよい。ＳＴＴ‐ＭＲＡＭ（スピントランスファートルク磁気ランダムアクセスメモリ）は、不揮発性、ｅＤＲＡＭ（Ｅｍｂｅｄｄｅｄ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ，埋込みダイナミックランダムアクセスメモリ）に匹敵する速度、ｅＳＲＡＭ（Ｅｍｂｅｄｄｅｄ  Ｓｔａｔｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ，埋込みスタティックランダムアクセスメモリ）より小さいチップサイズ、無制限の読取り／書込み耐久性、および低アレイ漏れ電流の各利点を有する新しい不揮発性メモリである。
【０００７】
ＭＲＡＭメモリセルのある範疇において、磁気トンネル接合（ＭＴＪ）の自由層および基準層の分極の方向はそれぞれの層の平面に平行である。そのようなメモリセルを、面内磁気異方性または縦方向磁気異方性（ＬＭＡ，ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ａｎｉｓｏｔｒｏｐｙ）を有すると言う。ＭＲＡＭメモリセルの別の範疇において、ＭＴＪの自由層および基準層の分極の方向はそれぞれの層の平面に垂直である。そのようなメモリセルを、垂直磁気異方性（ＰＭＡ，ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ａｎｉｓｏｔｒｏｐｙ）を有すると言う。
【０００８】
臨界スイッチング電流は、ＭＲＡＭメモリセルをある論理状態から別の論理状態に変化させることのできる電流の量であり、メモリセルのスイッチング電流とも呼ばれる。ＰＭＡ型のメモリセルは、ＬＭＡ型のメモリセルよりもスイッチング電流が少ない。ＭＲＡＭメモリセルの垂直磁気異方性を改善して電力消費量の削減されたＭＲＡＭデバイスを製造することが望ましい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示の態様は、ＭＴＪに機械的応力／歪みを加えることによってＭＴＪの各層の垂直磁気異方性を高める。本開示の態様によれば、ＭＴＪは、所定の方向に作用する静的応力／歪みをＭＴＪ上で誘起させて垂直磁気異方性を増強し、したがって、ＭＴＪのスイッチング電流を低減させるプロセスおよび構造的構成を使用して製造されてもよい。ＭＴＪに対する所定の方向に作用する静的歪み／応力は、本開示の態様によってＭＴＪの製造時に調節された方向にならびに／あるいは調節された大きさで誘起され得る。本開示の態様によって製造されたＭＴＪは、所定の方向に作用する応力を永久的に受け、スイッチング電流を低減させる所定の方向に作用する静的歪み／応力を永久的に含む。
【００１０】
本開示の一態様による磁気トンネル接合（ＭＴＪ）デバイスは、固定層、自由層、および固定層と自由層との間のバリア層を有するように構成されたＭＴＪを含む。デバイスは、ＭＴＪに接触する応力‐歪み膜も含む。応力‐歪み膜は、所定の方向に作用する静的歪みおよび／または応力をＭＴＪにおいて誘起させるようにパターン化される。
【００１１】
本開示の一態様は、スイッチング電流が低減したＭＴＪデバイスを製造する方法を含む。この方法は、ＭＴＪ膜を堆積させることと、ＭＴＪを形成するようにＭＴＪ膜をパターン化すること、および応力‐歪み膜をＭＴＪに接触するように堆積させることとを含む。応力‐歪み膜は、所定の方向に作用する静的歪みおよび／または応力をＭＴＪにおいて誘起させるようにパターン化される。
【００１２】
本開示の態様によれば、磁気メモリ装置は、第１の層において磁化を固定するための手段と、第２の層においてトンネリング磁気抵抗（ＴＭＲ，ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ  ｍａｇｎｅｔｏ  ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）を生じさせるための手段とを有する。装置は、第３の層において磁化の方向を変化させる手段も有する。装置は、第３の層に向かう所定の方向に応力／歪みを生じさせるための手段も有する。応力／歪みを所定の方向に生じさせるための手段は、装置のスイッチング電流を低減させるように構成される。
【００１３】
上記は、以下の詳細な説明がよりよく理解され得るように、本開示の特徴および技術的な利点をかなり大まかに概説したものである。本開示のさらなる特徴および利点は、以下で説明される。本開示と同じ目的を実行するための他の構造を修正または設計するための基礎として本開示が容易に利用され得ることを当業者は諒解されたい。そのような均等な構成は、添付の特許請求の範囲に記載される本開示の教示から逸脱しないことも当業者は認識されたい。構成と動作方法の両方に関して本開示の特性であると考えられる新規の特徴は、添付の図面と併せて考慮されるとき、さらなる目的および利点とともに、以下の説明からよりよく理解されよう。しかしながら、図面の各々は、例示および説明のみを目的として示されており、本開示の範囲を規定するものではないことを明確に理解されたい。
【００１４】
本開示のより完全な理解のために、ここで、添付の図面と併せて以下の説明を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本開示の態様による所定の方向に作用する応力／歪みを有する磁気トンネル接合（ＭＴＪ）の上面斜視図である。
【図２Ａ】本開示の態様に従って製造された磁気トンネル接合の断面図である。
【図２Ｂ】本開示の態様に従って製造された磁気トンネル接合の断面図である。
【図２Ｃ】本開示の態様に従って製造された磁気トンネル接合の断面図である。
【図２Ｄ】本開示の態様に従って製造された磁気トンネル接合の断面図である。
【図３Ａ】本開示の態様に従って製造された磁気トンネル接合の断面図である。
【図３Ｂ】本開示の態様に従って製造された磁気トンネル接合の断面図である。
【図３Ｃ】本開示の態様に従って製造された磁気トンネル接合の断面図である。
【図３Ｄ】本開示の態様に従って製造された磁気トンネル接合の断面図である。
【図４Ａ】本開示の態様に従って製造された磁気トンネル接合の断面図である。
【図４Ｂ】本開示の態様に従って製造された磁気トンネル接合の断面図である。
【図４Ｃ】本開示の態様に従って製造された磁気トンネル接合の断面図である。
【図４Ｄ】本開示の態様に従って製造された磁気トンネル接合の断面図である。
【図５Ａ】本開示の態様に従って製造された磁気トンネル接合の断面図である。
【図５Ｂ】本開示の態様に従って製造された磁気トンネル接合の断面図である。
【図５Ｃ】本開示の態様に従って製造された磁気トンネル接合の断面図である。
【図５Ｄ】本開示の態様に従って製造された磁気トンネル接合の断面図である。
【図６Ａ】本開示の態様に従って製造された磁気トンネル接合の断面図である。
【図６Ｂ】本開示の態様に従って製造された磁気トンネル接合の断面図である。
【図６Ｃ】本開示の態様に従って製造された磁気トンネル接合の断面図である。
【図６Ｄ】本開示の態様に従って製造された磁気トンネル接合の断面図である。
【図７Ａ】本開示の態様に従って製造された磁気トンネル接合の上面図である。
【図７Ｂ】本開示の態様に従って製造された磁気トンネル接合の上面図である。
【図８】本開示の態様による、スイッチング電流が低減したＭＴＪデバイスを製造する方法を示すプロセスフロー図である。
【図９】本開示の態様を有利に用いることができる例示的なワイヤレス通信システムを示すブロック図である。
【図１０】本開示の一態様による半導体コンポーネントの回路設計、レイアウト設計、および論理設計に用いられる設計用ワークステーションを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本開示の態様は、ＭＴＪに機械的応力／歪みを加えることによってＭＴＪの各層の垂直磁気異方性を増強する。本開示の態様によれば、ＭＴＪは、所定の方向に作用する静的歪みをＭＴＪ上で誘起させて垂直磁気異方性を増強し、したがって、ＭＴＪのスイッチング電流を低減させるプロセスおよび構造的構成を使用して製造されてもよい。ＭＴＪに対する所定の方向に作用する静的歪み／応力は、本開示の態様に従ってＭＴＪの製造時に調節された方向にならびに／あるいは調節された大きさで誘起され得る。本開示の態様に従って製造されたＭＴＪは、所定の方向に作用する応力を永久的に受け、スイッチング電流を低減させる所定の方向に作用する静的歪み／応力を永久的に含む。
【００１７】
異方性は、ＭＴＪに機械的な応力および歪みを加えることによって誘起され得る。応力および歪みによって誘起させることのできる異方性の大きさは、磁気弾性エネルギーの数式によって表される応力の下での材料の磁歪にも依存する。
【００１８】
Ｅ＝（３／２）λσｓｉｎ２θ
【００１９】
上式において、λは材料の磁歪を表し、σは材料に加えられる歪み／応力を表し、θは歪み／応力と磁化との間の角度を表す。歪みという語が応力を含むことを理解されたい。応力によって誘起される磁気異方性の大きさは、数式Ｋ＝（３／２）λσによって表されるように磁歪に応力／歪みを掛けた値に比例する。λσ＞０である場合、層内の磁気モーメントはθ＝０軸、すなわち歪み／応力が加えられる方向と同じ方向に沿って制限される。λσ＜０である場合、層内の磁気モーメントはθ＝０軸に垂直に、すなわち歪み／応力が加えられる方向に垂直制限される。
【００２０】
材料の磁歪（λ）は材料の組成に部分的に依存する。たとえば、ＣｏＮｉＢまたはＣｏＦｅＢの層では、材料組成中のＣｏの量を減らすことによって磁歪を増強してもよい。本開示の態様によれば、ＳＴＴ‐ＭＲＡＭ  ＭＴＪ自由層の厚さおよび材料組成を調節することによってＳＴＴ‐ＭＲＡＭ  ＭＴＪ自由層磁歪を制御してもよい。たとえば、自由層の厚さを薄くすると磁歪が著しく増強される。
【００２１】
図１を参照して説明するように、本開示の態様に従って応力／歪みによって垂直異方性を誘起させることができる。ＭＴＪ１００がｘ‐ｙ平面に堆積しており、ＭＴＪ１００はｘ軸に沿って細長く、したがって、ＭＴＪは長軸１０２および短軸１０４を有する。正の磁歪を有する磁気自由層において垂直異方性を生じさせるには、平面から、すなわちｚ軸に沿って引張応力を加えて垂直な引張り歪み（σ）１０６を生じさせる。同時に、長軸１０２に沿って面内引張応力を加えて長軸１０２に沿って引張り歪みを生じさせ、それによってＭＴＪ１００の熱安定性を向上させることができる。さらに、本開示の態様によれば、面内圧縮応力を加えて平面内に圧縮応力を生じさせ、それによってＭＴＪ１００の垂直異方性をさらに増強させる。特に、短軸１０４に沿って面内圧縮応力を加えてもよく、それによってＭＴＪ１００の垂直異方性と熱安定性の両方を向上させてもよい。
【００２２】
本開示の態様によって応力および歪みを適切に加えることによって誘起される垂直異方性は、加えられる応力および歪みの大きさに応じて線形に高くなる。本開示の態様による応力／歪みによって誘起される垂直異方性の結果としてＭＴＪ１００においてスイッチング電流が著しく低減する。応力および歪みによって誘起される垂直異方性ではＭＴＪのスイッチング電界または熱安定性は変化しない。ＳＴＴ‐ＭＲＡＭ  ＭＴＪ熱安定性は、本開示の態様に従って、ＭＴＪの長軸に沿って引張り歪みを加えるかまたはＭＴＪの短軸に沿って圧縮応力を加えることによっても改善されてもよい。
【００２３】
ＭＴＪにおける応力および歪みは、応力および歪みを意図的にＭＴＪの各層に所望の方向に導入するように製造組み込みプロセスを制御することよって加えられてもよい。ＭＴＪ内の様々な層に加えられる応力の大きさは、ＭＴＪの製造時にいくつかの方法で調節されてもよい。たとえば、応力の大きさは、特定の膜厚を設けることによって調節されてもよい。ＳＴＴ‐ＭＲＡＭ  ＭＴＪ自由層の応力は、自由層の厚さおよび材料を選択することによって調節されてもよい。一例では、自由層の厚さを薄くすると、自由層内の応力および歪みが著しく増強される。別の例では、Ｔａキャッピング厚さを薄くすることによってＴａキャッピング応力を著しく増強させることができる。
【００２４】
ＭＴＪにおいて加えられる応力の大きさは、製造プロセスにおいて使用される環境を調節することによって調節されてもよい。たとえば、製造環境におけるＡｒまたはＫｒの量を変えることによって、製造中のＭＴＪにおける応力の大きさを変化させてもよい。ＭＴＪ製造の堆積プロセス中の膜堆積速度を調節することによって応力の大きさを調節してもよい。製造時の膜堆積圧力を調節することによって応力の大きさを調節してもよい。本開示の態様によるＭＴＪにおける応力を調節するさらに別の方法は、膜堆積時に基板バイアス電圧を調節することを含む。
【００２５】
本開示の態様によれば、ＳＴＴ‐ＭＲＡＭ  ＭＴＪ自由層の応力は、自由層の上方および下方にキャッピング層を含めることによって調節されてもよい。たとえば、所望の応力／歪みを生じさせるうえで、自由層の両側の自由層キャッピングのサイズを自由層のサイズと等しくしても、または自由層のサイズと異ならせてもよい。
【００２６】
本開示の態様によれば、ＳＴＴ‐ＭＲＡＭ  ＭＴＪ自由層は、応力を誘起させるようにＣｏＦｅＢ‐Ｘの合金であってもよい。Ｘは、Ｔａ、Ｒｕ、ＭｇＯ、Ｍｇ、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ａｌ、ＡｌＯｘ、ＴａＮ、ＮｉＦｅ、Ｆｅ、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｂ、Ｎなどのうちの１つであってもよい。Ｘは、Ｔａ、Ｒｕ、ＭｇＯ、Ｍｇ、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ａｌ、ＡｌＯｘ、ＴａＮ、ＮｉＦｅ、Ｆｅ、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｂ、Ｎなどの２つの組合せまたは２つよりも多くの組合せであってもよい。ＣｏＦｅＢとＸは混合層になってもよい。ＳＴＴ‐ＭＲＡＭ  ＭＴＪ自由層は、応力を誘起させるように多層膜であってもよい。多層膜は反復構造を有してもよい。たとえば、自由層は（ＣｏＦｅＢ／Ｔａ／ＣｏＦｅＢ）ｘＮまたは（ＣｏＦｅＢ／Ｔａ／ＮｉＦｅ）ｘＮであってもよい。
【００２７】
本開示の態様によれば、たとえば厚さ、堆積速度、および／または空気流量などの、ＳＴＴ‐ＭＲＡＭ  ＭＴＪキャッピング材料および製造方法を意図的に調節することによって、所望の応力／歪みを所望の方向に加えてもよい。一例では、高速Ａｒ流においてＴａを堆積させてＭＴＪ自由層に１ＧＰａを超える引張応力を導入し、スイッチング電流を低減させることができる。たとえば、より薄いＴａキャッピング層を使用することによってずっと大きい応力を生じさせてもよい。本開示の態様によれば、キャッピング材料は、たとえばＴａ、Ｒｕ、ＭｇＯ、Ｍｇ、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ａｌ、ＡｌＯｘ、ＴａＮ、ＮｉＦｅ、Ｆｅ、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｂ、Ｎなどのうちの１つであってもよい。代替として、キャッピングは、たとえばＴａ、Ｒｕ、ＭｇＯ、Ｍｇ、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ａｌ、ＡｌＯｘ、ＴａＮ、ＮｉＦｅ、Ｆｅ、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｂ、Ｎなどのうちの２つの組合せまたは２つよりも多くの組合せのような異なる材料からなる多層キャッピングであってもよい。キャッピング層は、自由層の底部に位置しても、または自由層の上に位置しても、またはその両方に位置してもよい。
【００２８】
図２Ａ〜図２Ｄは、本開示の一態様に従って、ＭＴＪ膜をパターン化し、次いでＭＴＪキャップ膜および酸化物層を堆積させることによって、所定の方向に作用する応力／歪みを生じさせる製造プロセスを示す。図２Ａでは、固定層２０４、バリア層２０６、および自由層２０８を含むＭＴＪ２０２を基板上に堆積させる。基板は、底部電極２１０と、底部電極接点２１２と、層間誘電体（ＩＬＤ）または金属間誘電体（ＩＭＤ）２１８を貫通する底部金属２１４および接点ビア２１６とを含む。このプロセスによれば、ＭＴＪをパターン化し、次いでＭＴＪキャップ膜２２０をＭＴＪの上方に堆積させる。ＭＴＪキャップ膜２２０はたとえばＳｉＮであってもよい。次いで、ＭＴＪ２０２および底部電極２１０を覆うＭＴＪキャップ膜２２０の上方に酸化物層２２２を堆積させる。
【００２９】
図２Ｂを参照すると分かるように、酸化物層２２２をエッチバックして酸化物スペーサ２２４を形成する。この例では、酸化物層２２２をエッチングすることによって、傾斜面２２６を有する酸化物スペーサ２２４を形成する。酸化物スペーサ２２４およびＭＴＪ２０２上に第１の応力‐歪み膜２２８を堆積させる。第１の応力‐歪み膜２２８は、たとえばＳｉＮ、ＳｉＣ、またはＳｉＧｅであってもよい。次いで、第１の応力‐歪み膜２２８をパターン化する。この例では、第１の応力‐歪み膜２２８をハードマスクとして使用して底部電極２１０をパターン化する。場合によっては、第１の応力‐歪み膜２２８の上方に第２の応力−歪み膜（図示せず）を堆積させパターン化してもよい。
【００３０】
図２Ｃを参照すると分かるように、次いで、酸化物層またはｌｏｗ‐ｋ（低誘電率）酸化物膜２３０を堆積させる。次いで、酸化物層またはｌｏｗ‐ｋ（低誘電率）酸化物膜２３０を第１の応力‐歪み膜２２８および任意の第２の応力−歪み膜（図示せず）と一緒に平坦化してＭＴＪの頂部を開放する。平坦化は、たとえば化学機械平坦化（ＣＭＰ）またはスピンオン材料（ＳＯＭ）エッチバックによって実行されてもよい。平坦化されたＭＴＪ２０２および第１の応力‐歪み膜２２８の上方に頂部電極膜２３２を堆積させパターン化する。酸化物スペーサ２２４の傾斜面２２６は、応力−歪み膜２２８が面内応力成分２３４および垂直応力成分２３６を自由層２０８に加えてＭＴＪ２０２のスイッチング電流を低減させるように、応力‐歪み膜２２８内で所定の方向に応力を生じさせる。
【００３１】
図２Ｄを参照すると分かるように、頂部電極２３２の上方にｌｏｗ‐ｋ（低誘電率）酸化物膜２３８を堆積させ平坦化する。ダマシントレンチプロセスによって頂部ビア２４０および頂部金属２４２をパターン化する。頂部金属２４２およびｌｏｗ‐ｋ（低誘電率)酸化物膜２３８の上方にキャップ膜２４４を堆積させる。
【００３２】
図３Ａ〜図３Ｄは、本開示の別の態様に従って、ＭＴＪ膜をパターン化し、次いでＭＴＪキャップ膜および酸化物層を堆積させることによって、所定の方向に作用する応力／歪みを生じさせる製造プロセスを示す。図３Ａでは、固定層３０４、バリア層３０６、および自由層３０８を含むＭＴＪ３０２を基板上に堆積させる。基板は、底部電極３１０と、底部電極接点３１２と、ＩＬＤまたはＩＭＤ３１８を貫通する底部金属３１４および接点ビア３１６とを含む。このプロセスによれば、ＭＴＪをパターン化し、次いでＭＴＪキャップ膜３２０をＭＴＪの上方に堆積させる。ＭＴＪキャップ膜３２０はたとえばＳｉＮであってもよい。次いで、ＭＴＪ３０２および底部電極３１０を覆うＭＴＪキャップ膜３２０の上方に酸化物層３２２を堆積させる。
【００３３】
図３Ｂを参照すると分かるように、酸化物層３２２をエッチバックして酸化物スペーサ３２４を形成する。この例では、酸化物層３２２をエッチングすることによって、傾斜面３２６を有する酸化物スペーサ３２４を形成する。酸化物スペーサ３２４およびＭＴＪ３０２上に第１の応力‐歪み膜３２８を堆積させる。第１の応力‐歪み膜３２８は、たとえばＳｉＮ、ＳｉＣ、またはＳｉＧｅであってもよい。次いで、第１の応力‐歪み膜３２８をパターン化する。この例では、第１の応力‐歪み膜３２８をハードマスクとして使用せずに底部電極３１０をパターン化する。場合によっては、第１の応力‐歪み膜３２８の上方に第２の応力‐歪み膜（図示せず）を堆積させパターン化してもよい。
【００３４】
図３Ｃを参照すると分かるように、次いで、酸化物層またはｌｏｗ‐ｋ（低誘電率）酸化物膜３３０を堆積させる。次いで、酸化物層またはｌｏｗ‐ｋ（低誘電率）酸化物膜３３０を第１の応力‐歪み膜３２８および任意の第２の応力−歪み膜（図示せず）と一緒に平坦化してＭＴＪの頂部を開放する。平坦化は、たとえばＣＭＰまたはＳＯＭエッチバックによって実行されてもよい。平坦化されたＭＴＪ３０２および第１の応力‐歪み膜３２８の上方に頂部電極膜３３２を堆積させる。次いで、頂部電極膜３３２および底部電極３１０をパターン化する。酸化物スペーサ３２４の傾斜面３２６は、応力−歪み膜３２８が面内応力成分３３４および垂直応力成分３３６を自由層３０８に加えてＭＴＪ３０２のスイッチング電流を低減させるように応力−歪み膜３２８内の応力の方向を定める。
【００３５】
図３Ｄを参照すると分かるように、頂部電極３３２の上方にｌｏｗ‐ｋ（低誘電率）酸化物膜３３８を堆積させ平坦化する。ダマシントレンチプロセスによって頂部ビア３４０および頂部金属３４２をパターン化する。頂部金属３４２およびｌｏｗ‐ｋ（低誘電率）酸化物膜３３８の上方にキャップ膜３４４を堆積させる。
【００３６】
図４Ａ〜図４Ｄは、本開示の別の態様に従って、ＭＴＪ膜をパターン化し、次いでＭＴＪキャップ膜および酸化物層を堆積させることによって、所定の方向に作用する応力／歪みを生じさせる製造プロセスを示す。図４Ａでは、固定層４０４、バリア層４０６、および自由層４０８を含むＭＴＪ４０２を基板上に堆積させる。基板は、底部電極４１０と、底部電極接点４１２と、ＩＬＤまたはＩＭＤ４１８を貫通する底部金属４１４および接点ビア４１６とを含む。このプロセスによれば、ＭＴＪをパターン化し、次いでＭＴＪキャップ膜４２０をＭＴＪの上方に堆積させる。ＭＴＪキャップ膜４２０はたとえばＳｉＮであってもよい。次いで、ＭＴＪ４０２および底部電極４１０を覆うＭＴＪキャップ膜の上方に酸化物層４２２を堆積させる。
【００３７】
図４Ｂを参照すると分かるように、酸化物層４２２をエッチバックして酸化物スペーサ４２４を形成する。この例では、酸化物層４２２をエッチングすることによって、傾斜面４２６を有する酸化物スペーサ４２４を形成する。酸化物スペーサ４２４およびＭＴＪ４０２上に第１の応力‐歪み膜４２８を堆積させる。第１の応力‐歪み膜４２８は、たとえばＳｉＮ、ＳｉＣ、またはＳｉＧｅであってもよい。次いで、第１の応力‐歪み膜４２８をパターン化する。この例では、第１の応力‐歪み膜４２８をハードマスクとして使用して底部電極４１０をパターン化する。場合によっては、第１の応力‐歪み膜４２８の上方に第２の応力−歪み膜（図示せず）を堆積させパターン化してもよい。
【００３８】
図４Ｃを参照すると分かるように、次いで、酸化物層またはｌｏｗ‐ｋ（低誘電率）酸化物膜４３０を堆積させる。次いで、酸化物層またはｌｏｗ‐ｋ（低誘電率）酸化物膜４３０を平坦化し、ＭＴＪ４０２の上方に応力‐歪み膜４２８を残す。平坦化は、たとえばＣＭＰまたはＳＯＭエッチバックによって実行されてもよい。酸化物スペーサ４２４の傾斜面４２６は、応力‐歪み膜４２８が面内応力成分４３４および垂直応力成分４３６をＭＴＪ  ４０２に加えてＭＴＪ４０２のスイッチング電流を低減させるように応力‐歪み膜４２８内の応力の方向を定める。
【００３９】
図４Ｄを参照すると分かるように、ダマシントレンチプロセスによって頂部ビア４４０および頂部金属４４２をパターン化する。頂部金属４４２の上方にキャップ膜４４４を堆積させる。頂部ビア４４０は自由層４０８に直接結合される。
【００４０】
図５Ａ〜図５Ｄは、本開示の別の態様に従って、ＭＴＪ膜をパターン化し、次いでＭＴＪキャップ膜および酸化物層を堆積させることによって、所定の方向に作用する応力／歪みを生じさせる製造プロセスを示す。図５Ａでは、固定層５０４、バリア層５０６、および自由層５０８を含むＭＴＪ５０２を基板上に堆積させる。基板は、底部電極５１０と、底部電極接点５１２と、ＩＬＤまたはＩＭＤ５１８を貫通する底部金属５１４および接点ビア５１６とを含む。このプロセスによれば、ＭＴＪをパターン化し、次いでＭＴＪキャップ膜５２０をＭＴＪの上方に堆積させる。ＭＴＪキャップ膜５２０はたとえばＳｉＮであってもよい。次いで、ＭＴＪ５０２および底部電極５１０を覆うＭＴＪキャップ膜の上方に酸化物層５２２を堆積させる。
【００４１】
図５Ｂを参照すると分かるように、酸化物層５２２をエッチバックして酸化物スペーサ５２４を形成する。この例では、酸化物層５２２をエッチングすることによって、傾斜面５２６を有する酸化物スペーサ５２４を形成する。酸化物スペーサ５２４およびＭＴＪ５０２上に第１の応力‐歪み膜５２８を堆積させる。第１の応力‐歪み膜５２８は、たとえばＳｉＮ、ＳｉＣ、またはＳｉＧｅであってもよい。次いで、第１の応力‐歪み膜５２８をパターン化する。この例では、第１の応力‐歪み膜５２８をハードマスクとして使用して底部電極５１０をパターン化する。場合によっては、第１の応力‐歪み膜５２８の上方に第２の応力‐歪み膜（図示せず）を堆積させパターン化してもよい。
【００４２】
図５Ｃを参照すると分かるように、次いで、酸化物層またはｌｏｗ‐ｋ（低誘電率）酸化物膜５３０を堆積させる。酸化物層またはｌｏｗ‐ｋ（低誘電率）酸化物膜５３０を平坦化し、ＭＴＪ５０２の上方に応力‐歪み膜５２８を残す。平坦化は、たとえばＣＭＰまたはＳＯＭエッチバックによって実行されてもよい。酸化物スペーサ５２４の傾斜面５２６は、応力‐歪み膜５２８が面内応力成分５３４および垂直応力成分５３６をＭＴＪ  ５０２に加えてＭＴＪ５０２のスイッチング電流を低減させるように応力‐歪み膜５２８内の応力の方向を定める。
【００４３】
図５Ｄを参照すると分かるように、ダマシントレンチプロセスによって、自由層に直接結合された頂部金属５４２をパターン化する。頂部金属５４２の上方にキャップ膜５４４を堆積させる。
【００４４】
図６Ａ〜図６Ｄは、本開示の別の態様に従って、応力‐歪み膜を自由層に接触するように堆積させることによって、所定の方向に作用する応力／歪みを生じさせる製造プロセスを示す。図６Ａでは、固定層６０４、バリア層６０６、および自由層６０８を含むＭＴＪ６０２を基板上に堆積させる。自由層の上方にハードマスク６０９を堆積させる。ハードマスクは、たとえばＴａまたはＴｉであってもよい。基板は、底部電極６１０と、底部電極接点６１２と、ＩＬＤまたはＩＭＤ６１８を貫通する底部金属６１４および接点ビア６１６とを含む。
【００４５】
このプロセスによれば、ＭＴＪを２つのステップでパターン化する。第１のＭＴＪパターン化段階では、自由層６０８およびＴａハードマスク６０９をパターン化する。バリア層６０６の所でエッチングを停止する。場合によっては、固定層６０４の所でエッチングを停止して第１のＭＴＪパターン化ステップにおいてバリア層６０６もパターン化する（図示せず）。パターン化されたハードマスク６０９、自由層６０８、および場合によってはパターン化されたバリア層６０６の上方に応力‐歪み膜６２８を堆積させる。
【００４６】
図６Ｂを参照すると分かるように、次いで、酸化物層またはｌｏｗ‐ｋ（低誘電率）酸化物膜６３０を堆積させる。次いで、酸化物層またはｌｏｗ‐ｋ（低誘電率）酸化物膜６３０を応力‐歪み膜６２８およびハードマスク６０９と一緒に平坦化し、ハードマスク６０９を露出させる。平坦化は、たとえばＣＭＰまたはＳＯＭエッチバックによって実行されてもよい。
【００４７】
図６Ｃを参照すると分かるように、次いで、平坦化された酸化物膜６３０の上方に頂部電極膜６３２を堆積させる。頂部電極６３２を応力‐歪み膜６２８、固定層６０４、および底部電極６１０と一緒にパターン化する。このステップでは、第１のＭＴＪパターン化ステップにおいてバリア層６０６をパターン化していない場合、バリア層６０６もパターン化する。応力‐歪み膜６２８は、自由層６０８に面内応力成分６３４を加えてＭＴＪ６０２のスイッチング電流を低減させる。
【００４８】
図６Ｄを参照すると分かるように、ダマシントレンチプロセスによって頂部ビア６４０および頂部金属６４２をパターン化する。頂部金属６４２の上方にキャップ膜６４４を堆積させる。
【００４９】
図７Ａおよび図７Ｂは、ＳＴＴ‐ＭＲＡＭ  ＭＴＪの上面図を示し、本開示の態様に従って所定の方向に作用する面内応力／歪みを生じさせる製造プロセスを例示している。図７Ａを参照すると分かるように、ＭＴＪ７０２は短軸７０４および長軸７０６を含む。たとえば、上記に図２Ａ〜図６Ｄを参照して説明したように第１の応力‐歪み膜７０８を堆積させる。第１の応力‐歪み膜７０８は、引張応力を生じさせる材料および／または厚さである。次いで、第１の応力‐歪み膜７０８をＭＴＪ７０２の長軸７０６に沿った細長いストリップとしてパターン化する。第１の応力‐歪み膜７０８は長軸７０６に沿った方向に引張応力７０９を生じさせる。
【００５０】
図７Ｂを参照すると分かるように、次いで、第２の応力‐歪み膜７１０を堆積させる。第２の応力‐歪み膜７１０は、圧縮応力を生じさせる材料および／または厚さである。次いで、第１の応力‐歪み膜７０８の上方の細長いストリップから第２の応力‐歪み膜７１０を取り除くように第２の応力‐歪み膜７１０をパターン化する。第２の応力‐歪み膜７１０は、ＭＴＪ７０２の短軸７０４に沿った方向に圧縮応力７１１を生じさせる。
【００５１】
本開示の一態様による磁気メモリ装置は、第１の層において磁化を固定するための手段と、第２の層においてトンネリング磁気抵抗（ＴＭＲ）を生じさせるための手段と、第３の層において磁化の方向を変化させるための手段とを含む。この装置は、第３の層に向かう方向に応力を生じさせるための手段も含む。応力を所定の方向に作用させるための手段は、装置のスイッチング電流を低減させるように構成される。本開示の態様によれば、所定の方向に作用する応力は、面内成分と垂直成分とを含む。図２Ａおよび図２Ｂを参照すると分かるように、磁化を固定するための手段は、たとえば固定層２０４であってもよい。ＴＭＲを生じさせるための手段は、たとえばバリア層２０６であってもよく、第３の層において磁化の方向を変化させる手段は、たとえば自由層２０８であってもよい。応力を所定の方向に作用させるための手段は、たとえば応力‐歪み膜２２８であってもよい。
【００５２】
特定の手段について説明したが、当業者には、開示する構成を実施するうえで開示された手段のすべてが必要とされるとは限らないことが理解されよう。さらに、本開示に対する注目を維持するために、よく知られているいくつかの手段については説明しなかった。
【００５３】
図８は、本開示の態様による、スイッチング電流が低減したＭＴＪデバイスを製造する方法を示すプロセスフロー図である。この方法は、ブロック８０２において、ＭＴＪ膜を堆積させることを含む。この方法は、ブロック８０４において、ＭＴＪを形成するようにＭＴＪ膜をパターン化することを含む。ブロック８０６では、応力‐歪み膜をＭＴＪに接触するように堆積させる。ブロック８０８では、所定の方向に作用する歪み／応力をＭＴＪにおいて誘起させるように応力‐歪み膜をパターン化する。本開示の態様によれば、所定の方向に作用する歪み／応力は、面内成分と垂直成分とを含んでもよい。複数の応力‐歪み膜を堆積させて、所定の方向に作用する歪み／応力を複数の面内方向において生じさせてもよい。
【００５４】
図９は、本開示の一実施形態が有利に使用され得る、例示的なワイヤレス通信システム９００を示すブロック図である。例示のために、図９は、３つの遠隔ユニット９２０、９３０および９５０、ならびに２つの基地局９４０を示す。ワイヤレス通信システムがはるかに多くの遠隔ユニットおよび基地局を有し得ることが、認識されよう。遠隔ユニット９２０、９３０および９５０は、開示されたＭＲＡＭを含むＩＣデバイス９２５Ａ、９２５Ｃおよび９２５Ｂを含む。基地局、スイッチングデバイスおよびネットワーク機器など、他のデバイスも開示されたＭＲＡＭを含み得ることが認識されよう。図９は、基地局９４０から遠隔ユニット９２０、９３０および９５０への順方向リンク信号９８０、ならびに遠隔ユニット９２０、９３０および９５０から基地局９４０への逆方向リンク信号９９０を示す。
【００５５】
図９では、遠隔ユニット９２０は携帯電話として示され、遠隔ユニット９３０はポータブルコンピュータとして示され、遠隔ユニット９５０はワイヤレスローカルループシステム内の固定ロケーション遠隔ユニットとして示される。たとえば、遠隔ユニットは、携帯電話、ハンドヘルドパーソナル通信システム（ＰＣＳ，ｐｅｒｓｏｎａｌ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍ）ユニット、携帯情報端末などのポータブルデータユニット、ＧＰＳ対応デバイス、ナビゲーションデバイス、セットトップボックス、音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、エンターテインメントユニット、メータ読取り機器などの固定ロケーションデータユニット、またはデータもしくはコンピュータ命令の記憶もしくは取り出しを行う他のデバイス、またはそれらの組合せであり得る。図９は、本開示の教示による遠隔ユニットを示すが、本開示は、これらの図示された例示的なユニットには限定されない。本開示の実施形態は、ＭＲＡＭを含む多くのデバイスにおいて適切に使用されてもよい。
【００５６】
図１０は、上記で開示したＭＲＡＭなど、半導体コンポーネントの回路設計、レイアウト設計、および論理設計のために用いられる、設計用ワークステーションを示すブロック図である。設計用ワークステーション１０００は、オペレーティングシステムソフトウェア、支援ファイル、および、ＣａｄｅｎｃｅまたはＯｒＣＡＤなどの設計用ソフトウェアを含むハードディスク１００１を含む。設計用ワークステーション１０００はまた、回路１０１０の設計または、ＭＲＡＭなどの半導体コンポーネント１０１２の設計を容易にするために、ディスプレイ１００２を含む。記憶媒体１００４が、回路設計１０１０または半導体コンポーネント１０１２を有形に記憶するために提供される。回路設計１０１０または半導体コンポーネント１０１２は、ＧＤＳＩＩまたはＧＥＲＢＥＲなどのファイル形式で、記憶媒体１００４に記憶され得る。記憶媒体１００４は、ＣＤ‐ＲＯＭ、ＤＶＤ、ハードディスク、フラッシュメモリ、または他の適切なデバイスであり得る。さらに、設計用ワークステーション１０００は、記憶媒体１００４からの入力を受け入れるか、または記憶媒体１００４に出力を書き込むための、駆動装置１００３を含む。
【００５７】
記憶媒体１００４に記録されるデータは、論理回路構成、フォトリソグラフィマスク用のパターンデータ、または電子ビームリソグラフィなどの連続書込みツール用のマスクパターンデータを指定し得る。さらに、データは、論理シミュレーションと関連付けられたタイミングダイヤグラムまたはネット回路などの論理検証データを含み得る。記憶媒体１００４にデータを提供すると、半導体ウェハを設計するためのプロセス数を減少させることによって、回路設計１０１０または半導体コンポーネント１０１２の設計が容易になる。
【００５８】
ファームウェアおよび／またはソフトウェア実装形態に関して、これらの方法は、本明細書で説明する機能を実行するモジュール（たとえば、プロシージャ、関数など）によって実装され得る。本明細書で説明する方法を実装する際に、命令を有形に具現化する機械可読媒体が使用され得る。たとえば、ソフトウェアコードはメモリに記憶され、プロセッサユニットにより実行され得る。メモリは、プロセッサユニット内に実装されるか、またはプロセッサユニットの外部に実装され得る。本明細書では、「メモリ」という用語は、長期メモリ、短期メモリ、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、または他のメモリのいずれかの種類を指し、特定の種類のメモリもしくは特定の数のメモリ、またはメモリが記憶される特定の種類の媒体に限定されない。
【００５９】
ファームウェアおよび／またはソフトウェアに実装する場合、機能は、コンピュータ可読媒体に１つまたは複数の命令またはコードとして記憶され得る。これらの例には、データ構造によって符号化されたコンピュータ可読媒体およびコンピュータプログラムによって符号化されたコンピュータ可読媒体が含まれる。コンピュータ可読媒体には、物理的コンピュータ記憶媒体が含まれる。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスされ得る任意の入手可能な媒体であり得る。限定ではなく、例として、そのようなコンピュータ可読媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ‐ＲＯＭ、または他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージまたは他の磁気記憶デバイス、あるいは所望のプログラムコードを命令またはデータ構造の形で記憶するのに使用することができ、かつコンピュータからアクセスすることのできる他の媒体を備えてよく、本明細書で使用するディスク（ｄｉｓｋおよびｄｉｓｃ）には、コンパクトディスク（ｄｉｓｃ）（ＣＤ）、レーザディスク（ｄｉｓｃ）、光ディスク（ｄｉｓｃ）、デジタル多用途ディスク（ｄｉｓｃ）（ＤＶＤ）、フロッピー（登録商標）ディスク（ｄｉｓｋ）、およびブルーレイディスク（ｄｉｓｃ）が含まれ、ディスク（ｄｉｓｋ）は通常、データを磁気的に再生し、一方、ディスク（ｄｉｓｃ）はデータをレーザによって光学的に再生する。上記の組合せもコンピュータ可読媒体の範囲内に含めるべきである。
【００６０】
命令および／またはデータは、コンピュータ可読媒体に記憶されるのに加えて、通信装置に含まれる伝送媒体上の信号として提供され得る。たとえば、通信装置は、命令およびデータを示す信号を有する送受信機を含み得る。命令およびデータは、１つまたは複数のプロセッサに特許請求の範囲において概説する機能を実施させるように構成される。
【００６１】
特定の回路について説明してきたが、当業者には、本開示を実施するために、開示された回路の一部のみを使用することができることが諒解されよう。さらに、本開示に対する注目を維持するために、よく知られているいくつかの回路については説明しなかった。
【００６２】
本開示およびその利点について詳細に説明してきたが、添付の特許請求の範囲によって規定される本開示の技術から逸脱することなく、本明細書において様々な変更、代用および改変を行い得ることを理解されたい。たとえば、「上」および「下」などの関係語が、基板または電子デバイスに関して使用される。もちろん、基板または電子デバイスが逆転した場合には、上は下に、下は上になる。さらに、横向きの場合、上および下は、基板または電子デバイスの側面を指すことがある。さらに、本出願の範囲は、本明細書で説明したプロセス、機械、製造、物質組成、手段、方法、およびステップの特定の実施形態に限定されるものではない。当業者が本開示から容易に諒解するように、本明細書で説明した対応する実施形態と実質的に同じ機能を実行するか、または実質的に同じ結果を実現する、現存するまたは今後開発されるプロセス、機械、製造、物質組成、手段、方法、またはステップが、本開示に従って利用され得る。したがって、添付の特許請求の範囲は、そのようなプロセス、機械、製造、物質組成、手段、方法、またはステップをその範囲内に含むものとする。
【符号の説明】
【００６３】
１００  ＭＴＪ
１０２  長軸
１０４  短軸
１０６  垂直引張応力
２０２  ＭＴＪ
２０４  固定層
２０６  バリア層
２０８  自由層
２１０  底部電極
２１２  電極接点
２１４  底部金属
２１６  接点ビア
２１８  層間誘電体
２２０  ＭＴＪキャップ膜
２２２  酸化物膜
２２４  酸化物スペーサ
２２６  傾斜面
２２８  第１の応力‐歪み膜
２３０  酸化物層またはｌｏｗ‐ｋ（低誘電率）酸化物膜
２３２  頂部電極膜
２３４  面内応力成分
２３６  垂直応力成分
２３８  ｌｏｗ‐ｋ（低誘電率）酸化物膜
２４０  頂部ビア
２４２  頂部金属
２４４  キャップ膜
３０２  ＭＴＪ
３０４  固定層
３０６  バリア層
３０８  自由層
３１０  底部電極
３１２  電極接点
３１４  底部金属
３１６  接点ビア
３２０  ＭＴＪキャップ膜
３２２  酸化物膜
３２４  酸化物スペーサ
３２６  傾斜面
３２８  第１の応力‐歪み膜
３３２  頂部電極膜
３３４  酸化物スペーサ
３４０  頂部ビア
３４２  頂部金属
４０２  ＭＴＪ
４０４  固定層
４０６  バリア層
４０８  自由層
４１０  底部電極
４１２  電極接点
４１４  底部金属
４１６  接点ビア
４１８  ＩＬＤまたはＩＭＤ
４２０  ＭＴＪキャップ膜
４２２  酸化物膜
４２４  酸化物スペーサ
４２６  傾斜面
４２８  第１の応力‐歪み膜
４３０  酸化物層またはｌｏｗ‐ｋ（低誘電率）酸化物膜
４３４  面内応力成分
４３６  垂直応力成分
４４０  頂部ビア
４４２  頂部金属
４４４  キャップ膜
５０２  ＭＴＪ
５０４  固定層
５０６  バリア層
５０８  自由層
５１０  底部電極
５１２  電極接点
５１４  底部金属
５１６  接点ビア
５１８  ＩＬＤまたはＩＭＤ
５２０  ＭＴＪキャップ膜
５２２  酸化物膜
５２４  酸化物スペーサ
５２６  傾斜面
５２８  第１の応力‐歪み膜
５３０  酸化物層またはｌｏｗ‐ｋ（低誘電率）酸化物膜
６０２  ＭＴＪ
６０４  固定層
６０６  バリア層
６０８  自由層
６０９  ハードマスク
６１０  底部電極
６１２  底部電極接点
６１４  底部金属
６１６  接点ビア
６１８  ＩＬＤまたはＩＭＤ
６３０  酸化物層またはｌｏｗ‐ｋ（低誘電率）酸化物膜
６３２  頂部電極
６３４  面内応力成分
７０２  ＭＴＪ
７０４  短軸
７０６  長軸
７０８  第１の応力‐歪み膜
７０９  引張応力
７１０  第２の応力‐歪み膜
７１１  圧縮応力
９２０、９３０、９５０  遠隔ユニット
９２５Ａ、９２５Ｂ、９２５Ｃ  ＩＣデバイス
９４０  基地局
９８０  順方向リンク信号
９９０  逆方向リンク信号
１０００  設計ワークステーション
１００１  ハードディスク
１００２  ディスプレイ
１００３  駆動装置
１００４  記憶媒体
１０１０  回路
１０１２  半導体コンポーネント
【図１】
0005784838.tif 000002
【図２Ａ】
0005784838.tif 000003
【図２Ｂ】
0005784838.tif 000004
【図２Ｃ】
0005784838.tif 000005
【図２Ｄ】
0005784838.tif 000006
【図３Ａ】
0005784838.tif 000007
【図３Ｂ】
0005784838.tif 000008
【図３Ｃ】
0005784838.tif 000009
【図３Ｄ】
0005784838.tif 000010
【図４Ａ】
0005784838.tif 000011
【図４Ｂ】
0005784838.tif 000012
【図４Ｃ】
0005784838.tif 000013
【図４Ｄ】
0005784838.tif 000014
【図５Ａ】
0005784838.tif 000015
【図５Ｂ】
0005784838.tif 000016
【図５Ｃ】
0005784838.tif 000017
【図５Ｄ】
0005784838.tif 000018
【図６Ａ】
0005784838.tif 000019
【図６Ｂ】
0005784838.tif 000020
【図６Ｃ】
0005784838.tif 000021
【図６Ｄ】
0005784838.tif 000022
【図７Ａ】
0005784838.tif 000023
【図７Ｂ】
0005784838.tif 000024
【図８】
0005784838.tif 000025
【図９】
0005784838.tif 000026
【図１０】
0005784838.tif 000027