(57)【要約】【課題】低誘電率を持つ層間絶縁膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）と磁気抵抗素子との間に十分な密着性を確保でき、磁気抵抗素子が持つ特有の磁歪現象による素子特性への悪影響を低減できる磁気記憶装置を提供する。【解決手段】半導体基板１１上に形成された層間絶縁膜２６と、層間絶縁膜２６上に形成された金属酸化膜２７と、金属酸化膜２７上に形成され、金属元素を含む引き出し配線膜２９と、引き出し配線膜２９上に形成された磁気抵抗素子３０とを有する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に形成された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜上に形成された金属酸化膜と、
前記金属酸化膜上に形成された、金属元素を含む導電膜と、
前記導電膜上に形成された磁気抵抗素子と、
を具備することを特徴とする磁気記憶装置。
【請求項２】
前記層間絶縁膜は酸素元素を含む酸化物から構成され、前記層間絶縁膜と前記金属酸化膜は、酸素元素を含むことを特徴とする請求項１に記載の磁気記憶装置。
【請求項３】
前記金属酸化膜と前記導電膜は、同一の金属元素を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の磁気記憶装置。
【請求項４】
前記導電膜は、  前記金属酸化膜上に形成され、前記金属酸化膜と同一の金属元素を有する第１配線層と、
前記第１配線層上に形成された第２配線層と、
を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の磁気記憶装置。
【請求項５】
半導体基板上に形成された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜上に形成されたシリコン窒化膜と、
前記シリコン窒化膜上に形成された金属窒化膜と、
前記金属窒化膜上に形成された、金属元素を含む導電膜と、
前記導電膜上に形成された磁気抵抗素子と、
を具備することを特徴とする磁気記憶装置。
【請求項６】
前記層間絶縁膜はシリコン元素を含むシリコン化合物から構成され、前記層間絶縁膜と前記シリコン窒化膜は、シリコン元素を含むことを特徴とする請求項５に記載の磁気記憶装置。
【請求項７】
前記金属窒化膜と前記導電膜は、同一の金属元素を含むことを特徴とする請求項５または６に記載の磁気記憶装置。
【請求項８】
前記導電膜は、  前記金属窒化膜上に形成され、前記金属窒化膜と同一の金属元素を有する第１配線層と、
前記第１配線層上に形成された第２配線層と、
を備えることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１つに記載の磁気記憶装置。
【請求項９】
前記層間絶縁膜は、シリコン酸化膜の誘電率より低い誘電率を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１つに記載の磁気記憶装置。
【請求項１０】
前記層間絶縁膜が有する誘電率は３以下であることを特徴とする請求項９に記載の磁気記憶装置。
【請求項１１】
前記磁気抵抗素子は、ＭＴＪ(Magnetic Tunnel Junction)積層構造を有することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１つに記載の磁気記憶装置。
【請求項１２】
前記ＭＴＪ(Magnetic Tunnel Junction)積層構造は、前記導電膜上に形成された第１強磁性層と、
前記第１強磁性層上に形成された非磁性層と、
前記非磁性層上に形成された第２強磁性層と、
を備えることを特徴とする請求項１１に記載の磁気記憶装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、磁気記憶装置に関するものであり、特に磁気抵抗素子を含むメモリセルを備えた磁気記憶装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、トンネル型磁気抵抗（Tunneling Magneto-Resistive：ＴＭＲ）効果を利用した磁気抵抗素子を含む磁気記憶装置（磁気ランダムアクセスメモリ：ＭＲＡＭ）が注目されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
前記磁気ランダムアクセスメモリは、複数の合金を具備しており、基本的に低温プロセスで作成する必要がある。この磁気ランダムアクセスメモリの持つ高速性、不揮発性は、高速ロジックＬＳＩとの混載により、能力を最大限に発揮すると期待されている。
【非特許文献１】ISSCC2000 Technical Digest p.128,“A 10ns Read and Write Non-Volatile Memory Array Using a Magnetic Tunnel Junction and FET Switch in each Cell”
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記高速ロジックＬＳＩでは、層間絶縁膜に低誘電率膜（以下、Ｌｏｗ−ｋ膜と記す）を用いる傾向が顕著である。Ｌｏｗ−ｋ膜は、メタル不純物を含むポーラスな構造を取る等の理由から、純粋なシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）と比べて吸湿性が高い。このため、層間絶縁膜であるＬｏｗ−ｋ膜と磁気ランダムアクセスメモリに使用する金属薄膜との界面で十分な密着性を確保することが難しい。
【０００５】
さらに、磁気ランダムアクセスメモリの場合、フリー層に対して繰り返し書き込みを行うと、磁歪に起因したストレスが界面の剥がれ不良を誘起しやすく、信頼性上の問題を生じる可能性がある。
【０００６】
そこでこの発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、低誘電率を持つ層間絶縁膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）と磁気抵抗素子との間に十分な密着性を確保でき、磁気抵抗素子が持つ特有の磁歪現象による素子特性への悪影響を低減できることにより、長期使用に対する信頼性を向上できる磁気記憶装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために、この発明の一実施形態の磁気記憶装置は、半導体基板上に形成された層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜上に形成された金属酸化膜と、前記金属酸化膜上に形成された、金属元素を含む導電膜と、前記導電膜上に形成された磁気抵抗素子とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
以上述べたようにこの発明によれば、低誘電率を持つ層間絶縁膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）と磁気抵抗素子との間に十分な密着性を確保でき、磁気抵抗素子が持つ特有の磁歪現象による素子特性への悪影響を低減できることにより、長期使用に対する信頼性を向上できる磁気記憶装置を提供することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照してこの発明の実施形態の磁気記憶装置を含む半導体装置について説明する。説明に際し、全図にわたり、共通する部分には共通する参照符号を付す。
【００１０】
［第１の実施形態］
まず、この発明の第１の実施形態の磁気記憶装置について説明する。
【００１１】
図１は、第１の実施形態の磁気記憶装置の構成を示す断面図である。
【００１２】
図１に示すように、ｐ型シリコン半導体基板１１の表面領域には、素子分離領域であるＳＴＩ（Shallow Trench Isolation）領域１２が形成されており、これらＳＴＩ領域１２により区画された素子領域が形成されている。素子領域であるｐ型半導体基板１１の表面領域には、ＭＯＳ電界効果トランジスタ（セルトランジスタ）のソース領域１３、ドレイン領域１４となるｎ+型不純物拡散領域が形成されている。
【００１３】
前記ソース領域１３とドレイン領域１４との間のｐ型半導体領域１１上には、ゲート絶縁膜１５が形成されている。ゲート絶縁膜上には、読み出しワード線として働くゲート電極１６が形成されている。
【００１４】
前記ｐ型半導体基板１１上及びゲート電極１６上には、第１の層間絶縁膜１７が形成されている。ソース領域１３上及びドレイン領域１４上の第１の層間絶縁膜１７内には、コンタクトプラグ１８、１９がそれぞれ形成されている。第１の層間絶縁膜１７上には、第１層目の配線層からなるソース線２０と配線２１が形成されている。前記ソース線２０は、コンタクトプラグ１８を介してソース領域１３に電気的に接続され、前記配線２１はコンタクトフラグ１９を介してドレイン領域１４に接続されている。
【００１５】
前記第１の層間絶縁膜１７上、ソース線２０上及び配線２１上には、第２の層間絶縁膜２２が形成されている。配線２１上の第２の層間絶縁膜２２内には、コンタクトプラグ２３が形成されている。第２の層間絶縁膜２２上には、第２層目の配線層からなる書き込みワード線２４と配線２５が形成されている。この書き込みワード線２４は、読み出しワード線（ゲート電極）１６と同じ方向に沿って形成されている。また、配線２５は、コンタクトプラグ２３上に形成されており、このコンタクトプラグ２３を介して配線２１に電気的に接続されている。
【００１６】
前記第２の層間絶縁膜２２上、書き込みワード線２４上及び配線２５上には、低誘電率を有する第３の層間絶縁膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）２６が形成されている。このＬｏｗ−ｋ膜２６は、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２）を主成分とするＳｉＯ２系の膜からなり、純粋なシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）の誘電率より低い誘電率をもつ。ここでは、Ｌｏｗ−ｋ膜２６の誘電率は３以下とする。
【００１７】
前記第３の層間絶縁膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）２６上には、金属酸化膜２７、例えばタンタル酸化膜（Ｔａ２Ｏ５）が形成されている。金属酸化膜２７の膜厚は、例えば１ｎｍ以上である。配線２５上のＬｏｗ−ｋ膜２６内及び金属酸化膜２７内には、コンタクトプラグ２８が形成されている。金属酸化膜２７上には、金属などからなる導電膜、例えばタンタル（Ｔａ）からなる引き出し配線２９が形成されている。引き出し配線２９は、コンタクトフラグ２８を介して配線２５に電気的に接続されている。
【００１８】
前記引き出し配線２９上の書き込みワード線２４上に対応する位置には、ＭＴＪ(Magnetic Tunnel Junction)積層構造を有する磁気抵抗素子３０が形成されている。この磁気抵抗素子３０は、２つの強磁性層（メモリ層とピン層）３０Ａ、３０Ｂにより絶縁層（トンネルバリア）３０Ｃを挟んだ構造をもつ。前記絶縁層は、例えば酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）からなる。さらに、２つの強磁性層３０Ａ、３０Ｂの一方側には、固定層としての反強磁性層（図示しない）が配置されている。ここで、前記ＭＴＪ積層構造を有する磁気抵抗素子３０におけるスピンの向きは、紙面に対して垂直方向でも平行方向でもよい。
【００１９】
前記強磁性層３０Ａ上には、導電体からなるキャップ膜３１が形成されている。キャップ膜３１は、強磁性層３０Ａ側からＴａ／Ａｌ／Ｔａの順で積層された構造を有している。前記金属酸化膜２７上及び引き出し配線２９上には、第４の層間絶縁膜３２が形成されている。この第４の層間絶縁膜３２上及びキャップ膜３１上には、ビット線３３が書き込みワード線２４及び読み出しワード線１６と交差する方向に配置されている。このビット線は、読み出し時及び書き込み時に、それぞれデータの読み出し線、書き込み線として働く。
【００２０】
前述した構造を有する磁気記憶装置において、第３の層間絶縁膜２６はシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）を主成分とするＳｉＯ２系のＬｏｗ−ｋ膜から構成され、このＬｏｗ−ｋ膜２６上には金属酸化膜（例えば、タンタル酸化膜）２７が形成され、さらに金属酸化膜２７上の引き出し配線膜２９は金属膜（例えば、タンタル）から構成されている。
【００２１】
前記Ｌｏｗ−ｋ膜２６と金属酸化膜２７は、互いに酸素元素を含む酸化物であるため、Ｌｏｗ−ｋ膜２６と金属酸化膜２７との接触面の密着性を向上させることができる。さらに、金属酸化膜２７と引き出し配線膜２９は、互いに金属元素を含む膜であり、特にこの実施形態では、互いに同一の金属元素であるタンタルを含む膜であるため、金属酸化膜２７と引き出し配線膜２９との接触面の密着性を向上させることができる。
【００２２】
これらにより、長期間に亘る多大な使用においても、安定したスイッチング特性により確実な抵抗値の切り換えを行うことができる磁気抵抗素子が形成できる。この結果、信頼性の高い磁気記憶装置を実現することができる。言い換えると、前記接触面の密着性を向上できるため、磁気抵抗素子に再現性の良いストレスをかけることができ、磁歪を正確に制御できる。これにより、磁気抵抗素子を含む磁気記憶装置の歩留まりを向上させることができる。また、磁歪から生じる繰り返されるストレスに対して安定な構造を形成でき、磁気抵抗素子を含む磁気記憶装置の信頼性を向上させることができる。
【００２３】
なお、前記第１の実施形態では、金属酸化膜２７とこの金属酸化膜２７上の引き出し配線膜２９とは、互いに金属元素を含んでいればよい。例えば、金属酸化膜２７が酸化アルミニウムから構成され、引き出し配線膜２９がタンタルから構成されていてもよい。好ましくは、金属酸化膜２７と引き出し配線膜２９とは、前述したように、互いに同一の金属元素を含んでいることが望ましい。例えば、金属酸化膜２７が酸化チタニウムから構成され、引き出し配線膜２９がチタニウム（Ｔｉ）から構成されているのが望ましい。このように、金属酸化膜２７と引き出し配線膜２９とが、金属元素を含む組合せ、あるいは同一元素を含む組合せであれば、密着性を向上させることができる。
【００２４】
また、Ｌｏｗ−ｋ膜２６とこのＬｏｗ−ｋ膜２６上の金属酸化膜２７とは、互いに同一の元素を含んでいれば同様の効果を得ることができる。例えば、Ｌｏｗ−ｋ膜２６と金属酸化膜２７は、前述した酸素の他に、窒素または炭素などを含んでいてもよい。
【００２５】
また、図１に示した配線、及びコンタクトプラグには、必要に応じて、それらの構成元素の拡散を防止するバリアメタルを形成してもよい。
【００２６】
図２は、第１の実施形態の変形例の磁気記憶装置の構成を示す断面図である。
【００２７】
この変形例は、図１に示した第１の実施形態の構成において、引き出し配線膜２９を積層構造としたものである。引き出し配線膜２９は、Ｔａ／Ａｌ／Ｔａの順で積層された構造を有している。その他の構成及び効果については、前述した前記第１の実施形態と同様である。
【００２８】
［第２の実施形態］
次に、この発明の第２の実施形態の磁気記憶装置について説明する。
【００２９】
図３は、第２の実施形態の磁気記憶装置の構成を示す断面図である。
【００３０】
。この第２の実施形態の磁気記憶装置は、図１に示した第１の実施形態の構成において、第３の層間絶縁膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）２６上に形成された金属酸化膜２７、引き出し配線２９に換えて、シリコン窒化膜４１、金属窒化膜４２、及び引き出し配線４３を形成したものである。前記第１の実施形態における構成と同様の部分には同じ符号を付してその説明は省略し、以下に、異なる構成部分のみを説明する。
【００３１】
前記第２の層間絶縁膜２２上、書き込みワード線２４上及び配線２５上には、低誘電率を有する第３の層間絶縁膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）２６が形成されている。このＬｏｗ−ｋ膜２６は、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２）を主成分とするＳｉＯ２系の膜からなり、純粋なシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）の誘電率より低い誘電率をもつ。ここでは、Ｌｏｗ−ｋ膜２６の誘電率は３以下とする。
【００３２】
前記Ｌｏｗ−ｋ膜２６上には、シリコン窒化膜４１が形成されている。このシリコン窒化膜４１は、Ｌｏｗ−ｋ膜２６中に含まれる水分により磁気抵抗素子３０が劣化するのを防止する働きを持つ。シリコン窒化膜４１上には、金属窒化膜４２、例えば窒化アルミニウム、または窒化タンタル、窒化チタニウムが形成されている。金属窒化膜４２の膜厚は、例えば１ｎｍ以上である。
【００３３】
前記配線２５上のＬｏｗ−ｋ膜２６内、シリコン窒化膜４１内、及び金属窒化膜４２内には、コンタクトプラグ２８が形成されている。金属窒化膜４２上には、金属などからなる導電膜、例えばアルミニウム（Ａｌ）、またはタンタル（Ｔａ）、チタニウム（Ｔｉ）からなる引き出し配線４３が形成されている。引き出し配線４３は、コンタクトフラグ２８を介して配線２５に電気的に接続されている。
【００３４】
ここで、金属窒化膜４２に窒化アルミニウムを用いた場合は、金属窒化膜４２上に形成される引き出し配線４３にはアルミニウムを用いることが望ましい。また、金属窒化膜４２に窒化タンタルを用いた場合は、金属窒化膜４２上に形成される引き出し配線４３にはタンタルを用いることが望ましく、金属窒化膜４２に窒化チタニウムを用いた場合は、金属窒化膜４２上に形成される引き出し配線４３にはチタニウムを用いることが望ましい。
【００３５】
さらに、前記引き出し配線４３上の書き込みワード線２４上に対応する位置には、ＭＴＪ(Magnetic Tunnel Junction)積層構造を有する磁気抵抗素子３０が形成されている。その他の構成は、前記第１の実施形態と同様である。
【００３６】
前述した構造を有する磁気記憶装置において、第３の層間絶縁膜２６はシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）を主成分とするＳｉＯ２系のＬｏｗ−ｋ膜から構成され、このＬｏｗ−ｋ膜２６上には、シリコン窒化膜４１、金属窒化膜（例えば、窒化アルミニウム、窒化タンタル、窒化チタニウム）４２、及び金属膜（例えば、アルミニウム、タンタル、チタニウム）が順に形成されている。
【００３７】
前記シリコン窒化膜４１と金属窒化膜４２は、互いに窒素元素を含む窒化物であるため、シリコン窒化膜４１と金属窒化膜４２との接触面の密着性を向上させることができる。さらに、金属窒化膜４２と引き出し配線膜４３は、互いに金属元素を含む膜であり、金属酸化膜２７と引き出し配線膜２９との接触面の密着性を向上させることができる。特に、金属窒化膜４２と引き出し配線膜４３に、それぞれ窒化アルミニウムとアルミニウム、または、窒化タンタルとタンタル、窒化チタニウムとチタニウムを用いれば、互いに同一の金属元素を含む膜となるため、金属窒化膜４２と引き出し配線膜４３との接触面の密着性をさらに向上させることができる。
【００３８】
これらにより、長期間に亘る多大な使用においても、安定したスイッチング特性により確実な抵抗値の切り換えを行うことができる磁気抵抗素子が形成できる。この結果、信頼性の高い磁気記憶装置を実現することができる。言い換えると、前記接触面の密着性を向上できるため、磁気抵抗素子に再現性の良いストレスをかけることができ、磁歪を正確に制御できる。これにより、磁気抵抗素子を含む磁気記憶装置の歩留まりを向上させることができる。また、磁歪から生じる繰り返されるストレスに対して安定な構造を形成でき、磁気抵抗素子を含む磁気記憶装置の信頼性を向上させることができる。
【００３９】
なお、前記第２の実施形態では、金属窒化膜４２と引き出し配線膜４３とは、互いに金属元素を含んでいればよい。例えば、金属窒化膜４２が酸化アルミニウムから構成され、引き出し配線膜４３がタンタルから構成されていてもよい。好ましくは、金属窒化膜４２と引き出し配線膜４３とは、前述したように、互いに同一の金属元素を含んでいることが望ましい。このように、金属窒化膜４２と引き出し配線膜４３とが、金属元素を含む組合せ、あるいは同一元素を含む組合せであれば、密着性を向上させることができる。
【００４０】
また、Ｌｏｗ−ｋ膜２６とこのＬｏｗ−ｋ膜２６上のシリコン窒化膜４１とは、互いに同一の元素を含んでいれば同様の効果を得ることができる。例えば、Ｌｏｗ−ｋ膜２６とシリコン窒化膜４１は、前述したシリコンの他に、例えば、窒素または炭素などを含んでいてもよい。
【００４１】
また、図３に示した配線、及びコンタクトプラグには、必要に応じて、それらの構成元素の拡散を防止するバリアメタルを形成してもよい。
【００４２】
図４は、第２の実施形態の変形例の磁気記憶装置の構成を示す断面図である。
【００４３】
この変形例は、図３に示した第２の実施形態の構成における金属窒化膜４２を、引き出し配線膜４３と同じ断面にて切断せず、引き出し配線膜４３より延伸させて金属窒化膜４４を形成したものである。その他の構成及び効果については、前述した前記第２の実施形態と同様である。
【００４４】
［第３の実施形態］
本発明の第１、第２の実施形態及び変形例に係る磁気記憶装置（磁気ランダムアクセスメモリ）においては、様々な適用例が可能である。これらの適用例のいくつかを第３の実施形態として図５〜図１１を用いて説明する。
【００４５】
まず、適用例１として、デジタル加入者線（ＤＳＬ）用モデムのＤＳＬデータパス部分に、磁気ランダムアクセスメモリ（ＭＲＡＭ）を用いた例を述べる。
【００４６】
図５は、デジタル加入者線用モデムのＤＳＬデータパス部分を示す図である。
【００４７】
このモデムは、プログラマブルデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ：Digital Signal Processor）５１、アナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ１１０、デジタル−アナログ（Ｄ／Ａ）コンバータ１２０、図示しないバンドパスフィルタ、送信ドライバ１３０、及び受信機増幅器１４０等から構成されている。図５に示したモデムでは、前述したように、バンドパスフィルタを省略しており、その代わりに回線コードプログラム（ＤＳＰで実行される、コード化された加入者回線情報、伝送条件等（回線コード；ＱＡＭ、ＣＡＰ、ＲＳＫ、ＦＭ、ＡＭ、ＰＡＭ、ＤＷＭＴ等）に応じてモデムを選択、動作させるためのプログラム）を保持するための種々のタイプのオプションのメモリとして、前記実施の形態の磁気ランダムアクセスメモリ１５０とＥＥＰＲＯＭ（Electrically erasable and programmable read only memory）１６０を備えている。
【００４８】
なお、本適用例１では、回線コードプログラムを保持するためのメモリとして磁気ランダムアクセスメモリ１５０、ＥＥＰＲＯＭ１６０の２種類のメモリを用いているが、ＥＥＰＲＯＭを磁気ランダムアクセスメモリに置き換えてもよい、すなわち２種類のメモリを用いず、磁気ランダムアクセスメモリのみを用いるようにしてもよい。
【００４９】
次に、適用例２として、携帯電話端末における通信機能を実現する部分に、磁気ランダムアクセスメモリ（ＭＲＡＭ）を用いた例を述べる。
【００５０】
図６は、携帯電話端末の構成を示すブロック図である。
【００５１】
図６に示すように、携帯電話端末３００は、通信機能を持つ通信部２００と、この携帯電話端末の各部を制御する制御部２２０とを含んでいる。
【００５２】
前記通信部２００は、送受信アンテナ２０１、アンテナ共用器２０２、受信部２０３、ベースバンド処理部２０４、音声コーデックとして用いられるＤＳＰ２０５、スピーカ（受話器）２０６、マイクロホン（送話器）２０７、送信部２０８、周波数シンセサイザ２０９等を備えている。
【００５３】
また、前記制御部２２０は、ＣＰＵ２２１、ＲＯＭ２２２、前記実施の形態の磁気ランダムアクセスメモリ（ＭＲＡＭ）２２３、及びフラッシュメモリ２２４が、ＣＰＵバス２２５を通じて接続されて形成されたマイクロコンピュータである。
【００５４】
前記ＲＯＭ２２２には、ＣＰＵ２２１において実行されるプログラムや、表示用のフォント等の必要となるデータが予め記憶されている。また、ＭＲＡＭ２２３は、主に作業領域として用いられるものであり、ＣＰＵ２２１がプログラム実行中において必要に応じて計算途中のデータなどを記憶したり、制御部２２０と各部との間でやり取りするデータを一時記憶したりするなどの場合に用いられる。また、フラッシュメモリ２２４は、携帯電話端末３００の電源がオフされても、例えば直前の設定条件などを記憶しておき、次の電源オン時に同じ設定にするような使用方法をする場合に、それらの設定パラメータを記憶しておくものである。これにより、携帯電話端末３００の電源がオフにされても、フラッシュメモリ２２４に記憶されている設定パラメータが消滅してしまうことはない。
【００５５】
さらに、この携帯電話端末３００には、オーディオ再生処理部２１１、外部出力端子２１２、ＬＣＤコントローラ２１３、表示用のＬＣＤ（液晶ディスプレイ）２１４、及び呼び出し音を発生するリンガ２１５等が設けられている。オーディオ再生処理部２１１は、携帯電話端末３００に入力されたオーディオ情報（あるいは後述する外部メモリ２４０に記憶されたオーディオ情報）を再生する。再生されたオーディオ情報は、外部出力端子２１２を介してヘッドフォンや携帯型スピーカ等に伝えることにより、外部に取り出すことが可能である。このように、オーディオ再生処理部２１１を設けることにより、オーディオ情報の再生が可能となる。ＬＣＤコントローラ２１３は、例えば上記ＣＰＵ２２１からの表示情報をＣＰＵバス２２５を介して受け取り、ＬＣＤ２１４を制御するためのＬＣＤ制御情報に変換し、ＬＣＤ２１４を駆動して表示を行う。
【００５６】
前記携帯電話端末３００には、インターフェース回路（Ｉ／Ｆ）２３１，２３３，２３５、外部メモリ２４０、外部メモリスロット２３２、キー操作部２３４、及び外部入出力端子２３６等が設けられている。外部メモリスロット２３２には、メモリカード等の外部メモリ２４０が挿入される。この外部メモリスロット２３２は、インターフェース回路（Ｉ／Ｆ）２３１を介してＣＰＵバス２２５に接続される。このように、携帯電話端末３００に外部メモリスロット２３２を設けることにより、携帯電話端末３００の内部の情報を外部メモリ２４０に書き込んだり、あるいは外部メモリ２４０に記憶された情報（例えばオーディオ情報）を携帯電話端末３００に入力したりすることが可能となる。キー操作部２３４は、インターフェース回路（Ｉ／Ｆ）２３３を介してＣＰＵバス２２５に接続される。キー操作部２３４から入力されたキー入力情報は、例えばＣＰＵ２２１に伝えられる。外部入出力端子２３６は、インターフェース回路（Ｉ／Ｆ）２３５を介してＣＰＵバス２２５に接続され、携帯電話端末３００に外部から種々の情報を入力したり、あるいは携帯電話端末３００から外部へ情報を出力したりする際の端子として機能する。
【００５７】
なお、本適用例２では、ＲＯＭ２２２、ＭＲＡＭ２２３及びフラッシュメモリ２２４を用いているが、フラッシュメモリ２２４を磁気ランダムアクセスメモリに置き換えても良いし、さらにＲＯＭ２２２も磁気ランダムアクセスメモリに置き換えることも可能である。
【００５８】
次に、適用例３として、スマートメディア等のメディアコンテンツを収納するカード（ＭＲＡＭカード）に、磁気ランダムアクセスメモリ（ＭＲＡＭ）を用いた例を述べる。
【００５９】
図７〜図１１は、前記ＭＲＡＭカードに磁気ランダムアクセスメモリを適用した例を示す図である。
【００６０】
図７に示すように、ＭＲＡＭカード本体４００には、ＭＲＡＭチップ４０１が内蔵されている。このＭＲＡＭカード本体４００には、ＭＲＡＭチップ４０１に対応する位置に開口部４０２が形成され、ＭＲＡＭチップ４０１が露出されている。この開口部４０２にはシャッター４０３が設けられており、ＭＲＡＭカードの携帯時にＭＲＡＭチップ４０１がシャッター４０３で保護されるようになっている。
【００６１】
前記シャッター４０３は、外部磁場を遮蔽する効果のある材料、例えばセラミックからなっている。データを転写する場合には、シャッター４０３を開放してＭＲＡＭチップ４０１を露出させて行う。外部端子４０４はＭＲＡＭカードに記憶されたコンテンツデータを外部に取り出すためのものである。
【００６２】
図８及び図９は、それぞれＭＲＡＭカードにデータを転写するための転写装置を示している。図８はカード挿入型の転写装置の上面図であり、図９はその断面図である。
【００６３】
エンドユーザの使用する第２ＭＲＡＭカード４５０を、矢印で示すように転写装置５００の挿入部５１０より挿入し、ストッパ５２０で止まるまで押し込む。このストッパ５２０は第１ＭＲＡＭ５５０と第２ＭＲＡＭカード４５０を位置合わせするための部材としても働く。第２ＭＲＡＭカード４５０が所定位置に配置されると、第１ＭＲＡＭデータ書き換え制御部から外部端子５３０に制御信号が供給され、第１ＭＲＡＭ５５０に記憶されたデータが第２ＭＲＡＭカード４５０に転写される。
【００６４】
図１０は、はめ込み型の転写装置の断面図である。この転写装置は、矢印で示すように、ストッパ５２０を目標に、第１ＭＲＡＭ５５０上に第２ＭＲＡＭカード４５０をはめ込むように載置するタイプである。転写方法についてはカード挿入型と同一であるので、説明を省略する。
【００６５】
図１１は、スライド型の転写装置の断面図である。この転写装置は、ＣＤ−ＲＯＭドライブやＤＶＤドライブと同様に、転写装置５００に受け皿スライド５６０が設けられており、この受け皿スライド５６０が矢印で示すように移動する。受け皿スライド５６０が破線の位置に移動したときに、第２ＭＲＡＭカード４５０を受け皿スライド５６０に載置し、第２ＭＲＡＭカード４５０を転写装置５００の内部へ搬送する。ストッパ５２０に第２ＭＲＡＭカード４５０の先端部が当接するように搬送される点、および転写方法についてはカード挿入型と同一であるので、説明を省略する。
【００６６】
また、上記第１、第２の実施形態では、この発明を磁気ランダムアクセスメモリに適用した例に基づき説明したが、上記磁気ランダムアクセスメモリを内蔵した半導体集積回路装置、例えばプロセッサ、システムＬＳＩ等もまた、この発明の範疇である。さらに、Ｌｏｗ−ｋ膜を層間絶縁膜として使用する高速ロジックＬＳＩに磁気ランダムアクセスメモリを混載する際にも、Ｌｏｗ−ｋ膜と磁気抵抗素子との間に十分な密着性を確保でき、磁気抵抗素子が持つ特有の磁歪現象による素子特性への悪影響を低減できる。
【００６７】
また、前述した各実施形態はそれぞれ、単独で実施できるばかりでなく、適宜組み合わせて実施することも可能である。
【００６８】
さらに、前述した各実施形態には種々の段階の発明が含まれており、各実施形態において開示した複数の構成要件の適宜な組み合わせにより、種々の段階の発明を抽出することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】この発明の第１の実施形態の磁気記憶装置の構成を示す断面図である。
【図２】前記第１の実施形態の変形例の磁気記憶装置の構成を示す断面図である。
【図３】この発明の第２の実施形態の磁気記憶装置の構成を示す断面図である。
【図４】前記第２の実施形態の変形例の磁気記憶装置の構成を示す断面図である。
【図５】この発明の第３の実施形態であり、前記第１、第２の実施形態の磁気記憶装置を適用した、デジタル加入者線用モデムのＤＳＬデータパス部分を示す図である。
【図６】前記第３の実施形態であり、前記第１、第２の実施形態の磁気記憶装置を適用した、携帯電話端末の構成を示すブロック図である。
【図７】前記第３の実施形態であり、前記第１、第２の実施形態の磁気記憶装置を適用した、ＭＲＡＭカードの構成を示す図である。
【図８】前記ＭＲＡＭカードにデータを転写するカード挿入型の転写装置の上面図である。
【図９】前記カード挿入型の転写装置の断面図である。
【図１０】前記ＭＲＡＭカードにデータを転写する、はめ込み型の転写装置の断面図である。
【図１１】前記ＭＲＡＭカードにデータを転写するスライド型の転写装置の断面図である。
【符号の説明】
【００７０】
１１…ｐ型シリコン半導体基板、１２…ＳＴＩ（Shallow Trench Isolation）領域、１３…ソース領域、１４…ドレイン領域、１５…ゲート絶縁膜、１６…ゲート電極（読み出しワード線）、１７…第１の層間絶縁膜、１８，１９…コンタクトプラグ、２０…ソース線、２１…配線、２２…第２の層間絶縁膜、２３…コンタクトプラグ、２４…書き込みワード線、２５…配線、２６…第３の層間絶縁膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）、２７…金属酸化膜、２８…コンタクトプラグ、２９…引き出し配線、３０…磁気抵抗素子、３０Ａ，３０Ｂ…強磁性層（メモリ層，ピン層）、３０Ｃ…絶縁層（トンネルバリア）、３１…キャップ膜、３２…第４の層間絶縁膜、３３…ビット線、４１…シリコン窒化膜、４２…金属窒化膜、４３…引き出し配線、４４…金属窒化膜。
【図１】
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【図２】
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【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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