(57)【要約】  磁気ランダムアクセスメモリを製造するためのシステム及び方法が、開示される。特に、堆積の間に磁性膜のアライニング方法が、開示される。上記方法は、基板上への第１の磁性材料の堆積の間に存在する基板の領域の第１の方向に沿って第１の磁場を印加することを含む。上記方法は、基板上への前記第１の磁性材料の堆積の間に、領域に第２の方向に沿って第２の磁場を印加することをさらに含む。
2011527110.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性膜のアライニングの方法であって、
基板上への第１の磁性材料の堆積の間に、前記基板の領域に第１の方向に沿って第１の磁場を印加することであって、前記磁性膜は前記第１の磁性材料を有する、印加することと、
前記基板上への前記第１の磁性材料の堆積の間に、前記領域に第２の方向に沿って第２の磁場を印加することと、を備える方法。
【請求項２】
前記第１の磁場及び前記第２の磁場は、ほぼ同時に印加される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の磁場及び前記第２の磁場は、共通の時限の間に印加される請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の磁場は前記基板の第１の部分の第１の容易軸とほぼ平行に配向され、前記第２の磁場は前記基板の第２の部分の第２の容易軸とほぼ平行に配向される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の磁場は、ほぼ１０００エルステッド未満の値を持つ第１の磁場強度を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第２の磁場は、ほぼ１０００エルステッド未満の値を持つ第２の磁場強度を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記基板は、第２の磁性材料を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の磁性材料の堆積の後に、前記第１磁性材料を磁気アニールすること、をさらに備え、前記磁気アニールは前記第１の方向に実質的に沿って配向した第３の磁場を前記領域に印加すること、を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記第３の磁場は、前記第１の磁場に関連付けられた第１の磁場強度を超える第３の磁場強度を有する、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記第２の方向に実質的に沿って配向した第４の磁場を前記領域に印加すること、をさらに備える、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記第４の磁場は、前記第２の磁場に関連付けられた第２の磁場強度を超える第４の磁場強度を有する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記基板は、第１の容易軸を有する第１の基板部と、第２の容易軸を有する第２の基板部と、を備え、
前記基板は、前記領域内で配向されるので、前記第１の容易軸が前記第１の方向に実質的に沿って配向され、前記第２の容易軸が前記第２の方向に実質的に沿って配向される、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
堆積領域を含み、基板上に磁性材料を堆積するように構成された堆積室と、
第１の方向に実質的に沿って配向した第１の磁場を、前記堆積領域内で印加するための手段と、
第２の方向に実質的に沿って配向した第２の磁場を、前記堆積領域内で印加するための手段と、を備え、
前記磁性材料は、堆積工程の間に前記堆積領域内にある、装置。
【請求項１４】
前記第１の磁場は、数百エルステッド以下の第１の磁場強度を有する、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記第１の磁場は、ほぼ百エルステッド以下の第１の磁場強度を有する、請求項１３に記載の装置。
【請求項１６】
前記第２の磁場は、数百エルステッド以下の第２の磁場強度を有する、請求項１３に記載の装置。
【請求項１７】
前記第２の磁場は、百エルステッド以下の第２の磁場強度を有する、請求項１３に記載の装置。
【請求項１８】
前記第１の方向は、前記第２の方向にほぼ垂直である、請求項１３に記載の装置。
【請求項１９】
前記第１の方向及び前記第２の方向と異なる第３の方向に実質的に沿って配向した第３の磁場を、前記第１の領域内に印加するための手段、をさらに備える、請求項１３に記載の装置。
【請求項２０】
前記基板は、第１の容易軸を有する第１の基板部と、第２の容易軸を有する第２の基板部と、第３の容易軸を有する第３の基板部と、を備え、
前記第１の容易軸は前記第１の方向に実質的に沿って配向され、前記第２の容易軸は前記第２の方向に実質的に沿って配向され、前記第３の容易軸は前記第３の方向に実質的に沿って配向される、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
第１の容易軸を有する第１の基板部及び第２の容易軸を有する第２の基板部を含んでいる基板を囲うように構成された囲いを画定するハウジングであって、前記基板は前記囲いの中にある間に堆積により磁性材料を受け入れる、ハウジングと、
前記囲いの中で第１の磁場方向を持つ第１の磁場を発生するように構成された第１の磁場発生器と、
前記囲いの中で第２の磁場方向を持つ第２の磁場を発生するように構成された第２の磁場発生器と、を備え、
前記第１の磁場方向が前記第１の容易軸と実質的に一致する場合、前記第１の基板部上に存在している堆積された磁性材料の第１部は、前記第１の容易軸に少なくとも部分的にアライメントされた第１の磁場配向を持ち、
前記第２の磁場が前記第２の容易軸と実質的に一致する場合、前記第２の基板部上に存在している堆積された磁性材料の第２部は、前記第２の容易軸に少なくとも部分的にアライメントされた第２の磁場配向を持つ、装置。
【請求項２２】
前記堆積された磁性材料の第１部及び前記堆積された磁性材料の第２部は、前記基板を少なくとも部分的に覆っている磁性膜を形成する、請求項２０に記載の装置。
【請求項２３】
磁気トンネル接続は、前記基板の一部及び前記磁性膜の一部から形成される、請求項２１に記載の装置。
【請求項２４】
第１の容易軸を有している第１の基板部及び第２の容易軸を有している第２の基板部を含んでいる基板と、
前記基板上に堆積された磁性材料を含み、第１の膜部及び第２の膜部を含んでいる膜と、を備え、
前記第１の膜部は、前記第１の基板部に結合され、前記第１の容易軸に実質的に沿ってアライメントされた第１の磁性材料部を含んでおり、
前記第２の膜部は、前記第２の基板部に結合され、前記第２の容易軸に沿って実質的にアライメントされた第２の磁性材料部を含んでおり、
前記膜の堆積の間、前記基板が前記第２の容易軸に実質的に沿って配向された第２の磁場を受ける間に、前記基板は前記第１の容易軸に実質的に沿って配向された第１の磁場を受ける、磁気ランダムアクセスメモリ（ＭＲＡＭ）。
【請求項２５】
前記第１の磁場は数百エルステッド未満の第１の磁場強度を有し、前記第２の磁場は数百エルステッド未満の第２の磁場強度を有する、請求項２４に記載のＭＲＡＭ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に、磁気ランダムアクセスメモリを製造することに関する。
【背景技術】
【０００２】
技術の進歩は、より小さくよりパワフルなコンピュータ装置に帰着している。例えば、小型で、軽量で、ユーザによって容易に携帯される携帯無線電話機、携帯情報端末（ＰＤＡ）及びページング装置のような無線計算装置を含んでいる各種の携帯計算装置が広く存在する。より具体的には、インターネットプロトコル（ＩＰ）電話機及びセルラー電話機のような携帯無線電話機は、無線ネットワーク上で音声及びデータパケットを通信することが可能である。さらに、多くのそのような無線電話機は、そこに組み込まれる他のタイプの装置を含む。例えば、無線電話機は、ディジタルスチルカメラ、ディジタルビデオカメラ、ディジタルレコーダ、及びオーディオファイルプレーヤーも含むことが可能である。また、そのような無線電話機は、インターネットにアクセスするために使用することが可能であるウェブブラウザアプリケーションのような、ソフトウェアアプリケーションを含んでいる実行可能命令を処理することが可能である。そのため、これらの無線電話機は、著しい計算能力を備えることが可能である。
【０００３】
電力消費を減少することは、そのような携帯装置の内に動作電圧及びより小さい回路特徴サイズをもたらした。動作電圧及び特徴サイズの減少は、電力消費を減少する一方で、ノイズ及び製造工程変動へ感度を増加させる。
【０００４】
メモリは、無線装置に一般的に含まれており、電力消費はメモリ電力要求の低下を通して減少させることができる。磁気ランダムアクセスメモリ（ＭＲＡＭ）は、他のタイプのメモリより少ない電力を消費することができ、無線装置内での使用のために望ましいであろう。従って、電力消費を低減させること、または縮小された特徴サイズによって確実性を増大させることにより、ＭＲＡＭ装置の有効性を増加する製造技術は望ましい。
【発明の概要】
【０００５】
ある特定の実施形態では、磁性膜のアライニング方法が開示される。上記方法は、基板上への第１の磁性材料の堆積の間に第１の磁場を印加することと、基板上への堆積の間に同時にその領域に第２の方向に沿って第２の磁場を印加することと、を含む。
【０００６】
他の特定の実施形態では、装置が開示される。装置は、基板上に磁性材料を堆積するように構成された堆積室を含む。堆積室は、堆積領域を含む。装置は、堆積領域に第１の磁場を印加するための手段であって、第１の磁場は第１の方向に実質的に沿って配向した、手段を含む。装置は、さらに、堆積領域に第２の磁場を印加するための手段であって、第２の磁場は第２の方向に実質的に沿って配向した、手段を含む。
【０００７】
他の特定の実施形態では、装置は、第１の容易軸を有する第１の基板部及び第２の容易軸を有している第２の基板部を含んでいる基板を囲うように構成された囲いを画定するハウジングを含む。基板は、囲いの中にある間に堆積により、磁性材料を受け入れるためのものである。装置は、さらに、囲いの中で第１の磁場を発生するように構成された第１の磁場発生器を含む。第１の磁場は、第１の磁場方向を持つ。装置は、また、囲いの中で第２の磁場を発生するように構成された第２の磁場発生器を含む。第２の磁場は、第２の磁場方向を持つ。第１の磁場方向が第１の容易軸と実質的に一致する場合、第１の基板部上に存在している堆積された磁性材料の第１部は、第１の容易軸と少なくとも部分的にアライメントされた第１の磁場配向（magnetic orientation）を持つ。第２の磁場が第２の容易軸と実質的に一致する場合、第２の基板部上に存在している堆積された磁性材料の第２部は、第２の容易軸と少なくとも部分的にアライメントされた第２の磁場配向を持つ。
【０００８】
他の特定の実施形態では、磁気ランダムアクセスメモリ（ＭＲＡＭ）が開示される。ＭＲＡＭは、第１の容易軸を有している第１の基板部及び第２の容易軸を有している第２の基板部を含んでいる基板を含む。ＭＲＡＭは、また、基板上に堆積された磁性材料を含む膜を有している。膜は、第１の膜部及び第２の膜部を含む。第１の膜部は、第１の基板部に結合され、第１の膜部は第１の容易軸に実質的に沿ってアライメントされた第１の磁性材料部を含む。膜は、また、第２の基板部に結合された第２の膜部を含む。第２の膜部は、第２の容易軸に実質的にアライメントされた第２の磁性材料部を含む。膜の堆積の間、基板が第２の容易軸に実質的に沿って配向された第２の磁場を受ける間に、基板は、また、第１の容易軸に実質的に沿って配向された第１の磁場を受ける。
【０００９】
トンネル磁気抵抗比（ＴＭＲ）は、ＭＲＡＭ内のＭＴＪに記憶した「０」状態と「１」状態の間の、磁気トンネル接続（ＭＴＪ）の抵抗の差の基準である。ＴＭＲが大きいほど、ＭＲＡＭのＭＴＪへデータを書き込むために必要であろう状態の電流とそれより小さい電流との間の移行は、決定的である。開示された実施形態の少なくとも１つによって与えられた１つの特定の利点は、開示された実施形態の１つ以上により製造された１つ以上のＭＴＪを組み込むＭＲＡＭが、ＭＲＡＭ内のいくつか又は全てのＭＴＪの増大したＴＭＲによる低電力消費を示してもよいということである。
【００１０】
本開示の他の態様、利点及び特徴は、図面の簡単な説明、詳細な説明及び請求項を含んでいる出願全体のレビュー後に明白になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、磁性膜を堆積させるための装置の特定の例証となる実施形態の図である。
【図２】図２は、磁気ランダムアクセスメモリの一部を形成する磁性膜の堆積を描写する特定の例証となる実施形態の図である。
【図３Ａ】図３Ａは、磁気ランダムアクセスメモリの一部を形成する磁性膜の堆積を描写している他の特定の例証となる実施形態の図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、磁気ランダムアクセスメモリの一部を形成する磁性膜の堆積を描写している他の特定の例証となる実施形態の図である。
【図４Ａ】図４Ａは、磁気ランダムアクセスメモリの一部を形成する基板上の磁性膜の他の特定の例証となる実施形態の図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、磁気ランダムアクセスメモリの一部の特定の例証となる実施形態の図である。
【図５Ａ】図５Ａは、磁気ランダムアクセスメモリの一部の他の特定の例証となる実施形態の図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、磁気ランダムアクセスメモリの一部の他の特定の例証となる実施形態の図である。
【図６】図６は、磁性膜を堆積させるための装置の他の特定の例証となる実施形態の図である。
【図７】図７は、磁気ランダムアクセスメモリの製造方法の特定の実施例のフロー図である。
【詳細な説明】
【００１２】
図１Ａを参照すると、磁性膜を堆積させるための装置の他の特定の例証となる実施形態の図は、概して１００と明示され描写される。装置は、磁性材料の堆積が生じてもよい囲いを規定する堆積室１０２を含む。堆積室１０２は、第１の配向を有し、電気導電材料で形成された第１のコイル１０６によって取り囲まれている。堆積室１０２は、また、第２の配向を有し、同じ電気導電材料又は他の電気導電材料で形成された第２のコイル１０８によって取り囲まれている。第１の磁性材料が堆積されるであろう対象物１０４は、基板内における溝によって定義された囲い内に配置されてもよい。基板は、支持チャック盤１０３によって堆積室１０２内で支持されてもよい。特定の例証となる実施形態では、対象物１０４は、第１の壁１０９、第２の壁１１０、第３の壁１１１及び第４の壁１１３を含む。特定の例証となる実施形態では、堆積室１０２における配置に先立って、対象物１０４は、溝によって形成された各壁で製造されている。対象物１０４の各壁は、対応するピン（pinned）磁性層と関連した容易軸を有し、各容易軸は、対応する壁ジオメトリに関連した配向を有してもよい。例証となる例えで、矩形である壁は、矩形の主軸に沿って配向した容易軸を有してもよい。例えば、第１の壁１０９は容易軸１１４を有し、第２の壁１１０は容易軸１１６を有し、第３の壁１１１は容易軸１１８を有し及び第４の壁１１３は容易軸１２０を有する。
【００１３】
第１のコイル１０６は、第１の磁場１３０を発生させてもよい。第２のコイル１０８は、第２の磁場１３２を発生させてもよい。特定の例証となる実施形態では、第１の磁場１３０は、第２の磁場１３２とほぼ垂直である。他の特定の例証となる実施形態では、第１の磁場１３０は、第２の磁場１３２に対して斜めになってもよい。
【００１４】
第１の電流（図示しない）が第１のコイル１０６を流れる時に、第１のコイル１０６は第１の磁場１３０を発生させてもよく、第２の電流（図示しない）が第２のコイル１０８を流れる時に、第２のコイル１０８は第２の磁場１３２を発生させてもよい。他の特定の例証となる実施形態では、第１の磁場１３０又は第２の磁場１３２は、堆積室１０２を囲む輪又は他の構造体内に配置されてもよい永久磁石によって与えられてもよい。さらに他の特定の例証となる実施形態では、第１の磁場１３０又は第２の磁場１３２は、代替タイプの磁場発生装置の使用を通して与えられてもよい。
【００１５】
特定の例証となる実施形態では、各磁場は、堆積室１０２内に空間的に限局化されてもよい。
【００１６】
実施中に、堆積室１０２は、対象物１０４の壁に堆積される気体状態の磁性粒子を含んでもよい。磁性粒子は、第１の磁場１３０で実質的にアライメントされた第１の磁場配向を有してもよい例証となる磁性粒子１２２と、第２の磁場１３２で実質的にアライメントされた第２の磁場配向を有してもよい第２の例証となる磁性粒子１２４とを含んでもよい。
【００１７】
特定の例証となる実施形態では、磁性粒子の堆積に先立って、対象物１０４は、第１の磁場１３０に実質的にアライメントした容易軸１１８を持つ堆積室１０２内に配置してもよく、そこで、第３の壁１１１は、第１の磁場１３０が存在する第１の領域に位置している。対象物１０４は、また、第２の磁場１３２に沿って実質的にアライメントされた容易軸１１４、１１６及び１２０を持って配置され、第１の壁１０９、第２の壁１１０及び第４の壁１１４は、第２の磁場１３２が存在する第２の領域内に位置している。あるいは、第１の磁場１３０は、容易軸１１８とほぼ平行に配向されてもよい。さらに、第２の磁場１３２は容易軸１１４、１１６及び１２０とほぼ平行に配向されてもよい。
【００１８】
第１の磁場１３０及び第２の磁場１３２は、ほぼ同時に印加されてもよく、又は、第１の磁場１３０及び第２の磁場１３２は、共通の時間間隔の間に印加されてもよい。磁性粒子が対象物１０４の表面上に定着するように、各磁性粒子は第１の磁場１３０又は第２の磁場１３２の存在によって定着する壁の上の対応する容易軸に沿ってアライメントされてもよい。磁性材料堆積に先立って、常磁性伝導材料は堆積される。常磁性伝導材料は、層の方向にアライニングされる磁場をもたらす。これは、対応する壁の容易軸で結合する同じ磁場アライメント粒子を高める。例えば、第１の磁場１３０を受ける第１の磁性粒子１１２は、第３の壁１１１に付着するように容易軸１１８に沿ってアライメントされてもよい。第２の磁場１３２を受ける第２の磁性粒子１１５は、第２の壁１１０に付着するように容易軸１１６に沿ってアライメントされてもよい。壁の容易軸に実質的に沿って堆積された磁性粒子の磁性アライメントは、製造したＭＴＪの増大したトンネル磁気抵抗比（ＴＭＲ）に帰着してもよい。ＭＲＡＭの中に組み込まれた場合に、ここに記述された堆積方法(三次元)を使用して製造されたＭＴＪは、他の方法(例えば、一次元)によって製造されたＭＴＪで作られているＭＲＡＭと比較し、結果として生じるＭＲＡＭのより高いＭＴＪ密度及びより低い電力消費に帰着してもよい。
【００１９】
他の特定の例証となる実施形態では、第１の磁場１３０及び第２の磁場１３２は、堆積室の一部の至る所に実質的に一様な場の強度を有してもよい。この場合、堆積されている磁性粒子は、第１の磁場１３０及び第２の磁場１３２のベクトルの和である、合成磁場に沿ってアライメントされてもよい。対象物１０４の壁に堆積した磁性粒子は、第１の磁場１３０及び第２の磁場１３２のベクトルの和に沿ってアライメントされてもよく、堆積した各磁性粒子は、磁性粒子が堆積させられた壁の対応する容易軸に少なくとも部分的にアライメントされてもよい。
【００２０】
図２を参照すると、特定の例証となる実施形態の図は、概して２００と明示された磁気ランダムアクセスメモリの一部を形成するために、第１の磁性材料を含んでいる磁性膜の堆積を描写する。基板２０２は、基板２０２内に実質的に固定された配向を有する第２の磁性材料を含む。基板２０２内の第２の磁性材料は、配向における「ピン（pinned）」（また、ここではピン層）のように、言及されてもよい。
【００２１】
堆積の間、基板２０２の露出した表面は、磁性粒子で覆われるようになる。堆積室は、物理蒸着法や、高度化されたプラズマ物理蒸着法（plasma enhanced physical vapor deposition）によって、又は堆積についての他の手段によって、磁性材料を堆積してもよい。磁性粒子が基板２０２上に堆積されるように、磁性粒子は、磁性粒子の多くの分子厚みを含んでもよい磁性膜２０８を形成する。堆積された磁性粒子は、ランダム磁場配向を有してもよい。矢印２０６は、基板の容易軸を表わすが、それは、基板２０２内のピン磁性層及び基板の形状と関連した配向の好ましい方向である。堆積された磁性粒子のランダム配向の結果として、基板２０２の容易軸２０６に沿って堆積された磁性粒子の磁性アライメントは、一般的に無い。
【００２２】
図３Ａを参照すると、磁気ランダムアクセスメモリの一部を形成する磁性膜の堆積を描写する、他の特定の例証となる実施形態の図が、描写される。基板３０２は、基板３０２上に磁性膜３１０を形成する磁性粒子を受けるために堆積室の中に配置されている。堆積室（示されない）は、物理蒸着法や、高度化されたプラズマ物理蒸着法（plasma enhanced physical vapor deposition）によって、又は別の手段によって、磁性粒子を堆積してもよい。例えば１００エルステッド未満の一般的な低い強度の磁場３０８は、堆積の間に、堆積室内のスペースに印加されてもよい。磁性粒子３０６のような磁性粒子は、磁場３０８の存在中の堆積の間、印加された磁場３０８の方向に沿ってアライメントされるようになってもよい。基板３０２は、容易軸３０４を有してもよい。堆積に先立って、基板３０２は、容易軸３０４が磁場３０８とアライメントされるように、配置されてもよい。堆積の間、磁性粒子は、容易軸３０４と平行である磁場３０８の方向に実質的に沿ってそれらをアライメントしてもよい。基板３０２上に堆積された磁性粒子は、磁性膜３１０内の磁性粒子の、平均の磁場配向３１２を有してもよい磁性膜３１０を形成する。偏向角３１４は、容易軸３０４からの、平均の磁場配向３１２の方向の傾斜を表す。堆積の間に低い強度の磁場３０８を印加することの結果として、偏向角３１４は、小さくてもよく、容易軸３０４及び平均の磁場配向３１２の実質的なアライメントを示してもよい。従って、堆積の間の低い強度の磁場３０８の結果として、磁性膜３１０は、基板３０２の容易軸３０４に接近してアライメントされる。アライメントは、製造されたＭＴＪの、増大したトンネル磁気抵抗比（ＴＭＲ）に帰着してもよい。ＭＲＡＭに組み込まれた時、ここに記述された堆積方法を使用して製造されたＭＴＪは、他の方法によって製造されたＭＴＪで作られるＭＲＡＭと比較し、結果として生じるＭＲＡＭのより低い電力消費に帰着してもよい。
【００２３】
図３Ｂを参照すると、磁気ランダムアクセスメモリの一部を形成する磁性膜の堆積を描写する、他の特定の例証となる実施形態の図が、描写される。堆積に先立って、基板３０２は、磁場３０８の成分に沿った容易軸３０４を持って配置されてもよい。堆積の間に磁場３０８の存在の結果として、堆積した磁性粒子は、磁場３０８と平行にアライメントされてもよい。堆積の間に低い強度の磁場３０８を印加することによって、容易軸３０４及び磁性膜３１０の平均磁場配向３１２の間の偏向角３１４は、堆積の間に磁場３０８の存在無しで生じるであろう偏向角から、還元されてもよい。従って、堆積の間に印加された低い強度の磁場３０８の結果として、磁場配向３１２は、基板３０２の容易軸３０４と少なくとも部分的にアライメントされる。
【００２４】
特定の例証となる実施形態では、磁場３０８は、数百エルステッド未満、例えば１００エルステッド未満の磁場の強度を有してもよい。他の特定の例証となる実施形態では、磁場３０８は、ほぼ数十エルステッド未満の磁場の強度を有してもよい。さらに他の特定の例証となる実施形態では、数百エルステッド未満、例えば１００エルステッド未満になってもよい。
【００２５】
図４Ａを参照すると、他の特定の例証となる実施形態は、磁気ランダムアクセスメモリの一部を形成する基板上の磁性膜を示している。容易軸４０４を有する基板４０２は、物理蒸着法のような堆積によって、又は他の手段によって磁性膜４０８を形成する磁性材料の層を受けてもよい。基板４０２及び磁性膜４０８は、容易軸４０４が強い磁場（〜１００００エルステッド）４１０の方向に沿って置かれ、基板４０２及び磁性膜４０８が前もって決められた期間用の温度に高められる、磁気アニールを受ける。磁気アニールの結果として、磁性膜４０８内の磁性粒子４０６のような磁性粒子は、磁場４１０の方向に配向する傾向がある。その結果として、磁気アニールの後、容易軸４０４から磁性膜４０８の磁性粒子の平均の磁場方向の非常に小さな偏向角４１４によって示されるように、磁性膜４０８内の磁性粒子の平均の磁場配向４１２が、容易軸４０４に実質的に沿ってある。従って、磁気アニールは、低い強度の磁場の存在の中での堆積の間に部分的にアライメントされていた磁性膜４０８内の磁性粒子がさらにアライメントされるのに役立つ。
【００２６】
図４Ｂを参照すると、図４Ａの磁性膜及び基板は、磁気ランダムアクセスメモリ（ＭＲＡＭ）４２４を形成するためにパターン化されている。ＭＲＡＭ  ４２４は、ＭＴＪ  ４１６のような複数の磁気トンネル接続（ＭＴＪ）を含む。ＭＴＪ  ４１６は、ピン強磁性層（pinned ferromagnetic layer）４１８、トンネリングバリア４２０、及びフリー強磁性層（free ferromagnetic layer）４２２を含む。フリー強磁性層４２２は、図４Ａにおいて示される膜４０８の一部を含んでもよい。固定強磁性層４１８は、図４Ａにおいて示される基板４０２の一部を含んでもよい。従って、堆積された磁性膜４０８を有する基板４０２は、複数のＭＴＪにパターン化されてもよく、磁気ランダムアクセスメモリを形成する。
【００２７】
図５Ａを参照すると、ランダムアクセスメモリの一部の特定の例証となる実施形態の図は、概して５００と明示され、示される。磁気トンネル接続（ＭＴＪ）セル５０２は、対応するピン磁性層を有する各壁を持つ複数の壁を含む。第１の壁５０４は、第１の容易軸５０８を有する。第２の壁５２０は、第２の容易軸５２４を有する。第３の壁５０６は、第３の容易軸５１２を有する。第４の壁５２２は、第４の容易軸５２６を有する。製造の間、ＭＴＪセル５０２は、磁性材料の堆積を受けてもよい。堆積の間、ＭＴＪセル５０２は、第１の低い強度の磁場５１６が第３の壁５０６を含む堆積室（図示しない）の領域に適用され局所化される堆積室内にあってもよい。第２の方向を持つ第２の磁気の低い強度の磁場５１８は、第１の壁５０４、第２の壁５２０、及び第４の壁５２２を含む堆積室の他の領域に印加され、局所化されてもよい。堆積に先立って、第３の容易軸５１２が第１の磁場５１６とほぼ平行であり、容易軸５０８、５２４及び５２６が第２の磁場５１８とほぼ平行であるように、セル５０２は配向されてもよい。
【００２８】
堆積の間に低い強度の磁場５１６及び５１８の存在の結果として、構造物５０２上に堆積される各磁性粒子は、磁性粒子が堆積される壁の容易軸に沿ってアライメントされる傾向にある。例えば、磁性粒子５１０は、堆積された時、第１の壁５０４に対応する第１の容易軸５０８に沿ってアライメントされる傾向にある。第３の壁５０６上に堆積される磁性粒子５１４は、第３の容易軸５１２に沿ってアライメントされる傾向にある。従って、第１の磁場５１６及び第２の磁場５１８の存在の結果として、各壁に磁性膜を形成する構造物５０２の壁上に堆積される磁性粒子は、磁性粒子が堆積される壁に対応するそれぞれの容易軸にそってアライメントされる傾向にある。その結果として、壁の表面に堆積した磁性膜は、対応する壁の容易軸に沿って、アライメントされる傾向にある。従って、堆積の間に低い強度の磁場の存在により、装置５０２の壁に堆積した磁性膜は、ＭＴＪの向上したトンネル磁気抵抗比（ＴＭＲ）に帰着可能な対応する容易軸と密接にアライメントされる傾向にある。
【００２９】
図５Ｂを参照すると、磁気ランダムアクセスメモリの一部の他の特定の例証となる実施形態の図が、示される。堆積の間、装置５０２は、第１の低い強度の磁場５１６及び第２の磁気の低い強度の磁場５１８が装置５０２が配置される堆積室の領域の至る所にほぼ一様に存在する堆積室内にあってもよい。壁５０４、５０６、５２０及び５２２に堆積された磁性粒子は、第１の磁場５１６及び第２の磁場５１８のベクトルの和である、結果として生じる磁場方向５３０に沿ってアライメントされる傾向にあってもよい。各磁性粒子は、堆積されていた壁の容易軸に沿って成分の磁場配向を有していてもよいので、対応する壁の容易軸に少なくとも部分的にアライメントされていてもよい。
【００３０】
図６を参照すると、磁性膜を堆積させるために使用される装置の他の特定の例証となる実施形態の図は、概して６００と明示され、示される。堆積室６０２は、磁性材料の堆積が可能であるスペースを定義する。電気伝導コイル６２０の第１のセットは、第１の磁場６０８を発生してもよい。伝導コイル６２２の第２のセットは、第２の磁場６１２を発生してもよい。伝導コイル６２４の第３のセットは、第３の磁場６１４を発生してもよい。あるいは、磁場６０８、６１２及び６１４の各々は、永久磁石を含んでもよい代替手段によって、又は磁場を発生する別の手段を経て、製造されてもよい。
【００３１】
装置６１５は、製造の段階の磁気トンネル接続セルであってもよい。装置６１５は、矩形の壁を含んでいる。例えば、第１の壁６３２は、第１の容易軸６３０を有してもよく、第２の壁６４２は、第２の容易軸６４０を有してもよく、及び第３の壁６５２は、第３の容易軸６５０を有してもよい。堆積の間、第１の容易軸６３０が第１の磁場６０８の方向に沿って配向され、第２の容易軸６４０が第２の磁場６１２の方向に沿って配向され、第３の容易軸６５２が第３の磁場６１４の方向に沿って配向されるように、装置６１５は配置されてもよい。低い強度の磁場６０８、６１２及び６１４の存在の結果として、磁性粒子６２６のような各磁性粒子は、磁場６０８、６１２及び６１４のベクトルの和である、結果として生じる磁場６４０をアライメントさせることになってもよい。低い強度の磁場６０８、６１２及び６１４の使用を通して、磁性膜の堆積された磁性粒子は、磁性粒子が堆積された壁の対応する容易軸に少なくとも部分的にアライメントされてもよい。
【００３２】
図７を参照すると、磁気ランダムアクセスメモリ（ＭＲＡＭ）を製造する方法の特定の実施形態のフロー図が示される。ブロック７０２では、基板は、基板の第１の容易軸に沿ってアライメントされた第１の磁場方向及び基板の第２の容易軸に沿ってアライメントされた第２の磁場方向を持つ堆積室に置かれる。ブロック７０４に移ると、第１の低い強度の磁場は、堆積室内に第１の磁場方向に沿って印加され、同時に、第２の低い強度の磁場は、堆積室内に第２の磁場方向に沿って印加される。ブロック７０６に移ると、オプションの第３の磁場は、基板の一部の第３の容易軸がアライメントされた、第３の磁場方向に沿って印加される。第３の磁場は、第１の磁場及び第２の磁場とともに同時に印加される。ブロック７０８に進むと、磁性材料が基板上に堆積され、基板上に磁性膜を形成する。ブロック７１０に進めると、堆積が完了した後、堆積された磁性膜を持つ基板は、第１の容易軸に沿って印加された第１の高い強度の磁場、及び第２の容易軸に沿って同時に印加された第２の高い強度の磁場を使用して高めた温度で磁気アニールが施される。ブロック７１２に移ると、オプションとして、第３の高い強度の磁場は、磁気アニールの間、第３の容易軸に沿って同時に印加されてもよい。方法はブロック７１４で終了する。
【００３３】
実施中に、磁性膜の堆積中に装置の表面の容易軸に対応する方向に沿って低い強度の磁場を印加することにより、堆積された磁性膜は、容易軸について少なくとも部分的にアライメントされてもよい。特に、三次元ＭＴＪ構造のため、各壁の堆積された磁性膜は、各容易軸について部分的にアライメントされるであろう。磁気アニールに先立った磁性膜のアライメントの結果として、ＭＴＪセルのような、特に三次元ＭＴＪのような装置は、増大したトンネル磁気抵抗比（ＴＭＲ）のような改良された動作特性を示してもよい。このように製造されたＭＴＪは、他の方法により製造されたＭＴＪより、より高いＭＴＪセル密度及びより低い電力消費で動作してもよい。
【００３４】
ここに記述されるように製造されたＭＲＡＭを組み込む記憶媒体は、ＭＲＡＭ記憶媒体から情報を読み込み、またＭＲＡＭ記憶媒体に情報を書き込むことができる処理装置のような処理装置と結合されてもよい。代替では、記憶媒体は処理装置に不可欠であるかもしれない。処理装置及び記憶媒体は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）に存在してもよい。ＡＳＩＣは、計算装置又はユーザ端末に存在してもよい。代替では、処理装置及び記憶媒体は、計算装置またはユーザ端末において個別の構成のように存在してもよい。
【００３５】
開示された実施形態の前の記述は、どんな当業者も開示された実施形態を使用すること又は作成することを可能にするために、与えられる。これらの実施形態への様々な修正は、当業者に容易に明白になり、ここに定義された原理は、開示の範囲から外れること無しに、他の実施形態に適用されてもよい。従って、本開示は、ここに示されていた実施形態に限定されることを意図するものではないが、以下の請求項によって定義されたような特徴及び原理と最も広い範囲でのできる限りの調和が一致される。
【図１】
2011527110.tif 000003
【図２】
2011527110.tif 000004
【図３Ａ】
2011527110.tif 000005
【図３Ｂ】
2011527110.tif 000006
【図４Ａ】
2011527110.tif 000007
【図４Ｂ】
2011527110.tif 000008
【図５Ａ】
2011527110.tif 000009
【図５Ｂ】
2011527110.tif 000010
【図６】
2011527110.tif 000011
【図７】
2011527110.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成23年4月27日(2011.4.27)
【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】
磁性膜のアライニングの方法であって、
基板上への第１の磁性材料の堆積の間に、前記基板の領域に第１の方向に沿って第１の磁場を印加することであって、前記磁性膜は前記第１の磁性材料を有する、印加することと、
前記基板上への前記第１の磁性材料の堆積の間に、前記領域に第２の方向に沿って第２の磁場を印加することと、を備える方法。
【請求項２】
前記第１の磁場及び前記第２の磁場は、ほぼ同時に印加される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の磁場及び前記第２の磁場は、共通の時限の間に印加される請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の磁場は前記基板の第１の部分の第１の容易軸とほぼ平行に配向され、前記第２の磁場は前記基板の第２の部分の第２の容易軸とほぼ平行に配向される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の磁場は、ほぼ１０００エルステッド未満の値を持つ第１の磁場強度を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第２の磁場は、ほぼ１０００エルステッド未満の値を持つ第２の磁場強度を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記基板は、第２の磁性材料を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の磁性材料の堆積の後に、前記第１磁性材料を磁気アニールすること、をさらに備え、前記磁気アニールは前記第１の方向に実質的に沿って配向した第３の磁場を前記領域に印加すること、を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記第３の磁場は、前記第１の磁場に関連付けられた第１の磁場強度を超える第３の磁場強度を有する、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記第２の方向に実質的に沿って配向した第４の磁場を前記領域に印加すること、をさらに備える、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記第４の磁場は、前記第２の磁場に関連付けられた第２の磁場強度を超える第４の磁場強度を有する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記基板は、第１の容易軸を有する第１の基板部と、第２の容易軸を有する第２の基板部と、を備え、
前記基板は、前記領域内で配向されるので、前記第１の容易軸が前記第１の方向に実質的に沿って配向され、前記第２の容易軸が前記第２の方向に実質的に沿って配向される、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
堆積領域を含み、基板上に磁性材料を堆積するように構成された堆積室と、
第１の方向に実質的に沿って配向した第１の磁場を、前記堆積領域内で印加するための手段と、
第２の方向に実質的に沿って配向した第２の磁場を、前記堆積領域内で印加するための手段と、を備え、
前記磁性材料は、堆積工程の間に前記堆積領域内にある、装置。
【請求項１４】
前記第１の磁場は、数百エルステッド以下の第１の磁場強度を有する、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記第１の磁場は、ほぼ百エルステッド以下の第１の磁場強度を有する、請求項１３に記載の装置。
【請求項１６】
前記第２の磁場は、数百エルステッド以下の第２の磁場強度を有する、請求項１３に記載の装置。
【請求項１７】
前記第２の磁場は、百エルステッド以下の第２の磁場強度を有する、請求項１３に記載の装置。
【請求項１８】
前記第１の方向は、前記第２の方向にほぼ垂直である、請求項１３に記載の装置。
【請求項１９】
前記第１の方向及び前記第２の方向と異なる第３の方向に実質的に沿って配向した第３の磁場を、前記第１の領域内に印加するための手段、をさらに備える、請求項１３に記載の装置。
【請求項２０】
前記基板は、第１の容易軸を有する第１の基板部と、第２の容易軸を有する第２の基板部と、第３の容易軸を有する第３の基板部と、を備え、
前記第１の容易軸は前記第１の方向に実質的に沿って配向され、前記第２の容易軸は前記第２の方向に実質的に沿って配向され、前記第３の容易軸は前記第３の方向に実質的に沿って配向される、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
第１の容易軸を有する第１の基板部及び第２の容易軸を有する第２の基板部を含んでいる基板を囲うように構成された囲いを画定するハウジングであって、前記基板は前記囲いの中にある間に堆積により磁性材料を受け入れる、ハウジングと、
前記囲いの中で第１の磁場方向を持つ第１の磁場を発生するように構成された第１の磁場発生器と、
前記囲いの中で第２の磁場方向を持つ第２の磁場を発生するように構成された第２の磁場発生器と、を備え、
前記第１の磁場方向が前記第１の容易軸と実質的に一致する場合、前記第１の基板部上に存在している堆積された磁性材料の第１部は、前記第１の容易軸に少なくとも部分的にアライメントされた第１の磁場配向を持ち、
前記第２の磁場方向が前記第２の容易軸と実質的に一致する場合、前記第２の基板部上に存在している堆積された磁性材料の第２部は、前記第２の容易軸に少なくとも部分的にアライメントされた第２の磁場配向を持つ、装置。
【請求項２２】
前記堆積された磁性材料の第１部及び前記堆積された磁性材料の第２部は、前記基板を少なくとも部分的に覆っている磁性膜を形成する、請求項２０に記載の装置。
【請求項２３】
磁気トンネル接続は、前記基板の一部及び前記磁性膜の一部から形成される、請求項２１に記載の装置。
【請求項２４】
第１の容易軸を有している第１の基板部及び第２の容易軸を有している第２の基板部を含んでいる基板と、
前記基板上に堆積された磁性材料を含み、第１の膜部及び第２の膜部を含んでいる膜と、を備え、
前記第１の膜部は、前記第１の基板部に結合され、前記第１の容易軸に実質的に沿ってアライメントされた第１の磁性材料部を含んでおり、
前記第２の膜部は、前記第２の基板部に結合され、前記第２の容易軸に沿って実質的にアライメントされた第２の磁性材料部を含んでおり、
前記膜の堆積の間、前記基板が前記第２の容易軸に実質的に沿って配向された第２の磁場を受ける間に、前記基板は前記第１の容易軸に実質的に沿って配向された第１の磁場を受ける、磁気ランダムアクセスメモリ（ＭＲＡＭ）。
【請求項２５】
前記第１の磁場は数百エルステッド未満の第１の磁場強度を有し、前記第２の磁場は数百エルステッド未満の第２の磁場強度を有する、請求項２４に記載のＭＲＡＭ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
他の特定の実施形態では、装置は、第１の容易軸を有する第１の基板部及び第２の容易軸を有している第２の基板部を含んでいる基板を囲うように構成された囲いを画定するハウジングを含む。基板は、囲いの中にある間に堆積により、磁性材料を受け入れるためのものである。装置は、さらに、囲いの中で第１の磁場を発生するように構成された第１の磁場発生器を含む。第１の磁場は、第１の磁場方向を持つ。装置は、また、囲いの中で第２の磁場を発生するように構成された第２の磁場発生器を含む。第２の磁場は、第２の磁場方向を持つ。第１の磁場方向が第１の容易軸と実質的に一致する場合、第１の基板部上に存在している堆積された磁性材料の第１部は、第１の容易軸と少なくとも部分的にアライメントされた第１の磁場配向（magnetic orientation）を持つ。第２の磁場方向が第２の容易軸と実質的に一致する場合、第２の基板部上に存在している堆積された磁性材料の第２部は、第２の容易軸と少なくとも部分的にアライメントされた第２の磁場配向を持つ。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
図１を参照すると、磁性膜を堆積させるための装置の他の特定の例証となる実施形態の図は、概して１００と明示され描写される。装置は、磁性材料の堆積が生じてもよい囲いを規定する堆積室１０２を含む。堆積室１０２は、第１の配向を有し、電気導電材料で形成された第１のコイル１０６によって取り囲まれている。堆積室１０２は、また、第２の配向を有し、同じ電気導電材料又は他の電気導電材料で形成された第２のコイル１０８によって取り囲まれている。第１の磁性材料が堆積されるであろう対象物１０４は、基板内における溝によって定義された囲い内に配置されてもよい。基板は、支持チャック盤１０３によって堆積室１０２内で支持されてもよい。特定の例証となる実施形態では、対象物１０４は、第１の壁１０９、第２の壁１１０、第３の壁１１１及び第４の壁１１３を含む。特定の例証となる実施形態では、堆積室１０２における配置に先立って、対象物１０４は、溝によって形成された各壁で製造されている。対象物１０４の各壁は、対応するピン（pinned）磁性層と関連した容易軸を有し、各容易軸は、対応する壁ジオメトリに関連した配向を有してもよい。例証となる例えで、矩形である壁は、矩形の主軸に沿って配向した容易軸を有してもよい。例えば、第１の壁１０９は容易軸１１４を有し、第２の壁１１０は容易軸１１６を有し、第３の壁１１１は容易軸１１８を有し及び第４の壁１１３は容易軸１２０を有する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
特定の例証となる実施形態では、磁性粒子の堆積に先立って、対象物１０４は、第１の磁場１３０に実質的にアライメントした容易軸１１８を持つ堆積室１０２内に配置してもよく、そこで、第３の壁１１１は、第１の磁場１３０が存在する第１の領域に位置している。対象物１０４は、また、第２の磁場１３２に沿って実質的にアライメントされた容易軸１１４、１１６及び１２０を持って配置され、第１の壁１０９、第２の壁１１０及び第４の壁１１３は、第２の磁場１３２が存在する第２の領域内に位置している。あるいは、第１の磁場１３０は、容易軸１１８とほぼ平行に配向されてもよい。さらに、第２の磁場１３２は容易軸１１４、１１６及び１２０とほぼ平行に配向されてもよい。
【国際調査報告】
2011527110.tif 000013
2011527110.tif 000014
2011527110.tif 000015