特開 2024-134839 磁気記憶装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024134839

(43)【公開日】2024-10-04

(54)【発明の名称】磁気記憶装置

(51)【国際特許分類】

   H10B 61/00 20230101AFI20240927BHJP

   H10N 50/80 20230101ALI20240927BHJP

【ＦＩ】

H10B61/00

H10N50/80 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023045242

(22)【出願日】2023-03-22

(71)【出願人】

【識別番号】318010018

【氏名又は名称】キオクシア株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001737

【氏名又は名称】弁理士法人スズエ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】秋山 直紀

(72)【発明者】

【氏名】吉野 健一

(72)【発明者】

【氏名】澤田 和也

(72)【発明者】

【氏名】島野 拓也

(72)【発明者】

【氏名】趙 亨峻

【テーマコード（参考）】

4M119

5F092

【Ｆターム（参考）】

4M119AA20

4M119BB01

4M119CC05

4M119DD01

4M119DD17

4M119DD26

4M119DD37

4M119DD45

4M119EE22

4M119EE27

4M119GG01

4M119GG07

4M119JJ12

4M119JJ14

4M119JJ15

5F092AA20

5F092AB07

5F092AC12

5F092AD25

5F092BB23

5F092BB36

5F092BB43

5F092BB55

5F092BC03

5F092CA08

5F092EA05

(57)【要約】

【課題】 優れた特性を有する磁気記憶装置を提供する。
【解決手段】 実施形態に係る磁気記憶装置は、下部構造１００と、下部構造上に設けられ、導電材料で形成された下部電極６１と、下部電極の上方に設けられた上部電極６２と、下部電極と上部電極との間に設けられた磁気抵抗効果素子４０と、下部電極の側面に設けられた第１の部分７１及び前記磁気抵抗効果素子の側面に設けられた第２の部分７２を含み、導電材料の酸化物で形成された酸化物絶縁層７０とを備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

下部構造と、
前記下部構造上に設けられ、導電材料で形成された下部電極と、
前記下部電極の上方に設けられた上部電極と、
前記下部電極と前記上部電極との間に設けられた磁気抵抗効果素子と、
前記下部電極の側面に設けられた第１の部分及び前記磁気抵抗効果素子の側面に設けられた第２の部分を含み、前記導電材料の酸化物で形成された酸化物絶縁層と、
を備えることを特徴とする磁気記憶装置。

【請求項2】

前記酸化物絶縁層は、前記下部構造上に設けられ且つ前記下部電極に隣接して設けられた第３の部分をさらに含む
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】

前記下部構造は、層間絶縁層を含み、
前記第３の部分は、前記層間絶縁層上に設けられている
ことを特徴とする請求項２に記載の磁気記憶装置。

【請求項4】

前記下部構造は、柱状電極を含み、
前記下部電極は、前記柱状電極に接続されている
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5】

前記下部電極は、前記柱状電極の上部分に基づく凹部を有する
ことを特徴とする請求項４に記載の磁気記憶装置。

【請求項6】

前記下部電極は、前記柱状電極の上面に向かって突出する部分を有する
ことを特徴とする請求項４に記載の磁気記憶装置。

【請求項7】

前記下部構造は、前記柱状電極の側面を囲む層間絶縁層をさらに含む
ことを特徴とする請求項４に記載の磁気記憶装置。

【請求項8】

前記下部電極の上面は平坦化されている
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9】

前記導電材料は、ハフニウム（Ｈｆ）、アルミニウム（Ａｌ）、シリコン（Ｓｉ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、タンタル（Ｔａ）、マグネシウム（Ｍｇ）及びガドリニウム（Ｇｄ）から選択された元素を含有する
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10】

前記磁気抵抗効果素子は、可変の磁化方向を有する第１の磁性層と、固定された磁化方向を有する第２の磁性層と、前記第１の磁性層と前記第２の磁性層との間に設けられた非磁性層とを含む
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11】

前記下部構造は、前記下部電極を介して前記磁気抵抗効果素子に接続されたスイッチング素子を含む
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12】

第１の方向に延伸し、前記スイッチング素子に接続された第１の配線と、
前記第１の方向と交差する第２の方向に延伸し、前記上部電極を介して前記磁気抵抗効果素子に接続された第２の配線と、
をさらに備える
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】

本発明の実施形態は、磁気記憶装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体基板上に磁気抵抗効果素子を含むメモリセルが集積化された磁気記憶装置が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】米国特許第７１６０５７２号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

優れた特性を有する磁気記憶装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

実施形態に係る磁気記憶装置は、下部構造と、前記下部構造上に設けられ、導電材料で形成された下部電極と、前記下部電極の上方に設けられた上部電極と、前記下部電極と前記上部電極との間に設けられた磁気抵抗効果素子と、前記下部電極の側面に設けられた第１の部分及び前記磁気抵抗効果素子の側面に設けられた第２の部分を含み、前記導電材料の酸化物で形成された酸化物絶縁層と、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】第１の実施形態に係る磁気記憶装置の基本的な概略構成を模式的に示した斜視図である。

【図2】第１の実施形態に係る磁気記憶装置のメモリセルが設けられた領域の構成を模式的に示した断面図である。

【図3】第１の実施形態に係る磁気記憶装置の製造方法の一部を模式的に示した断面図である。

【図4】第１の実施形態に係る磁気記憶装置の製造方法の一部を模式的に示した断面図である。

【図5】第１の実施形態に係る磁気記憶装置の製造方法の一部を模式的に示した断面図である。

【図6】第１の実施形態に係る磁気記憶装置の製造方法の一部を模式的に示した断面図である。

【図7】第２の実施形態に係る磁気記憶装置のメモリセルが設けられた領域の構成を模式的に示した断面図である。

【図8】第２の実施形態に係る磁気記憶装置の製造方法の一部を模式的に示した断面図である。

【図9】第２の実施形態に係る磁気記憶装置の製造方法の一部を模式的に示した断面図である。

【図10】第２の実施形態に係る磁気記憶装置の製造方法の一部を模式的に示した断面図である。

【図11】第２の実施形態に係る磁気記憶装置の製造方法の一部を模式的に示した断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、図面を参照して実施形態を説明する。

【0008】

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る磁気記憶装置の基本的な概略構成を模式的に示した斜視図である。

【0009】

図１に示すように、磁気記憶装置は、Ｘ方向に延伸する複数の第１の配線１０と、Ｙ方向に延伸する複数の第２の配線２０と、複数の第１の配線１０と複数の第２の配線２０との間に設けられた複数のメモリセル３０とを含んでいる。第１の配線１０及び第２の配線２０の一方はワード線に対応し、第１の配線１０及び第２の配線２０の他方はビット線に対応している。なお、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向は、互いに交差する方向である。具体的には、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向は、互いに直交している。

【0010】

メモリセル３０は、磁気抵抗効果素子４０とセレクタ（スイッチング素子）５０とが直列接続された構造を有しており、セレクタ５０上に磁気抵抗効果素子４０が積層されている。

【0011】

図２は、メモリセル３０が設けられた領域の構成を模式的に示した断面図である。

【0012】

図２に示した構造は、半導体基板（図示せず）の上方に設けられており、セレクタ５０及び層間絶縁層８１を含む下部構造１００と、下部構造１００上に設けられた下部電極６１と、下部電極６１の上方に設けられた上部電極６２と、下部電極６１と上部電極６２との間に設けられた磁気抵抗効果素子４０と、酸化物絶縁層７０と、層間絶縁層８２とを含んでいる。

【0013】

磁気抵抗効果素子４０は、ＭＴＪ（magnetic tunnel junction）素子であり、記憶層（第１の磁性層）４１と、参照層（第２の磁性層）４２と、トンネルバリア層（非磁性層）４３とを含んでいる。

【0014】

記憶層４１は、可変の磁化方向を有する強磁性層であり、例えば、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）及びボロン（Ｂ）を含有するＣｏＦｅＢ層で形成されている。可変の磁化方向とは、所定の書き込み電流に対して磁化方向が変わることを意味する。

【0015】

参照層４２は、固定された磁化方向を有する強磁性層であり、反強磁性結合を有する２つの層を含んでいる。具体的には、参照層４２は、例えば、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）及びボロン（Ｂ）を含有するＣｏＦｅＢ層と、コバルト（Ｃｏ）及びプラチナ（Ｐｔ）の超格子層とが積層された構造を有している。固定された磁化方向とは、所定の書き込み電流に対して磁化方向が変わらないことを意味する。

【0016】

トンネルバリア層４３は、記憶層４１と参照層４２との間に設けられた絶縁層であり、例えば、マグネシウム（Ｍｇ）及び酸素（Ｏ）を含有するＭｇＯ層で形成されている。

【0017】

記憶層４１の磁化方向が参照層４２の磁化方向に対して平行である場合には、磁気抵抗効果素子４０は相対的に抵抗が低い低抵抗状態を呈し、記憶層４１の磁化方向が参照層４２の磁化方向に対して反平行である場合には、磁気抵抗効果素子４０は相対的に抵抗が高い高抵抗状態を呈する。したがって、磁気抵抗効果素子４０は、抵抗状態に応じて２値データを記憶することが可能である。

【0018】

磁気抵抗効果素子４０は、垂直磁化を有するＳＴＴ（spin transfer torque）型の磁気抵抗効果素子である。すなわち、記憶層４１の磁化方向はその主面に対して垂直であり、参照層４２の磁化方向はその主面に対して垂直である。

【0019】

なお、図２では、記憶層４１が参照層４２の下層側に位置するボトムフリー型の磁気抵抗効果素子が示されているが、記憶層４１が参照層４２の上層側に位置するトップフリー型の磁気抵抗効果素子を用いることも可能である。

【0020】

下部構造１００は、セレクタ５０と、層間絶縁層８１とを含んでいる。

【0021】

セレクタ５０は、２端子型のスイッチング素子であり、電極５１と、柱状電極５２と、電極５１と柱状電極５２との間に設けられたセレクタ材料層（スイッチング材料層）５３とを含んでいる。電極５１はセレクタ５０の下部電極として機能し、柱状電極５２はセレクタ５０の上部電極として機能する。電極５１は図１に示した第１の配線１０に接続されており、柱状電極５２は後述する下部電極６１に接続されている。

【0022】

電極５１と柱状電極５２との間に閾値電圧以上の電圧が印加されると、セレクタ５０はオフ状態からオン状態に移行し、セレクタ５０にオン電流が流れる。その結果、セレクタ５０に直列に接続された磁気抵抗効果素子４０に電流が流れ、磁気抵抗効果素子４０に対して書き込み或いは読み出しを行うことが可能となる。

【0023】

層間絶縁層８１は、シリコン酸化物で形成されており、セレクタ５０の側面（電極５１の側面、柱状電極５２の側面及びセレクタ材料層５３の側面）を囲んでいる。また、柱状電極５２の上部分は、層間絶縁層８１の上面から突出している。

【0024】

下部電極６１は、磁気抵抗効果素子４０に対する下部電極として機能し、下部構造１００上に設けられている。具体的には、下部電極６１は、柱状電極５２上及び層間絶縁層８１上に設けられ、柱状電極５２の上部分を覆っており、柱状電極５２に接続されている。上述したように、柱状電極５２の上部分が層間絶縁層８１から突出しているため、下部電極６１の下面は柱状電極５２の上部分に基づく凹部を有している。一方、下部電極６１の上面は平坦化されている。また、下部電極を６１介して磁気抵抗効果素子４０とセレクタ５０とが接続されている。

【0025】

下部電極６１は導電材料で形成され、下部電極６１用の導電材料の酸化物は絶縁性を有する絶縁物である。具体的には、下部電極６１用の導電材料は、ハフニウム（Ｈｆ）、アルミニウム（Ａｌ）、シリコン（Ｓｉ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、タンタル（Ｔａ）、マグネシウム（Ｍｇ）及びガドリニウム（Ｇｄ）から選択された元素を含有している。

【0026】

上部電極６２は、磁気抵抗効果素子４０に対する上部電極として機能し、図１に示した第２の配線２０に接続されている。すなわち、上部電極６２を介して磁気抵抗効果素子４０と第２の配線２０とが接続されている。

【0027】

酸化物絶縁層７０は、下部電極６１用の導電材料の酸化物で形成されている。具体的には、酸化物絶縁層７０は、下部電極６１のパターンが形成される際に生じたエッチング生成物（導電材料）の酸化物で形成されている。酸化物絶縁層７０は、第１の部分７１、第２の部分７２及び第３の部分７３を含んでいる。

【0028】

第１の部分７１は、下部電極６１の側面に設けられた部分に対応しており、下部電極６１の側面に沿って設けられている。第２の部分７２は、磁気抵抗効果素子４０の側面に設けられた部分に対応しており、磁気抵抗効果素子４０の側面に沿って設けられている。本実施形態では、第２の部分７２は、磁気抵抗効果素子４０の側面及び上部電極６２の側面に設けられた部分に対応しており、磁気抵抗効果素子４０の側面及び上部電極６２の側面に沿って設けられている。第３の部分７３は、下部構造１００上に設けられた部分であって且つ下部電極６１に隣接して設けられた部分に対応する。具体的には、第３の部分７３は、層間絶縁層８１上に設けられ且つ隣接する下部電極６１間に設けられている。

【0029】

層間絶縁層８２は、シリコン酸化物で形成されており、酸化物絶縁層７０を覆うように設けられている。

【0030】

次に、本実施形態に係る磁気記憶装置の製造方法を、図３～図６及び図２を参照して説明する。

【0031】

まず、図３に示すように、半導体基板（図示せず）の上方に、セレクタ５０及び層間絶縁層８１を含む下部構造１００を形成する。具体的には、セレクタ５０を形成した後に、セレクタ５０を覆う層間絶縁層８１を形成し、さらに層間絶縁層８１を平坦化する。この平坦化処理の際に、セレクタ５０の柱状電極５２の上面の高さと層間絶縁層８１の上面の高さとを一致させることは難しい。本実施形態では、柱状電極５２の上面の方が層間絶縁層８１の上面よりも高く、柱状電極５２の上部分が層間絶縁層８１の上面から突出している。

【0032】

次に、図４に示すように、図３の工程で得られた下部構造１００上に下部電極層６１Ｌを形成する。具体的には、下部電極層６１Ｌを堆積した後にＣＭＰ（chemical mechanical polishing）を行う。このＣＭＰ処理により、平坦化された上面を有し且つ柱状電極５２の上部分を覆う下部電極層６１Ｌが得られる。このように、下部電極層６１Ｌは柱状電極５２の上部分を覆い、下部電極層６１Ｌの上面は平坦化されているため、ＣＭＰ処理後の下部電極層６１Ｌの厚さは厚くなっている。ＣＭＰ処理で、柱状電極５２の上面が露出しないようにする。仮に柱状電極５２の上面が露出したとすると、ＣＭＰ速度の違いによって平坦な表面が得られないおそれがある。したがって、ＣＭＰ処理後の下部電極層６１Ｌの上面の位置が柱状電極５２の上面の位置よりも高くなるようにＣＭＰ処理を行う。

【0033】

次に、図５に示すように、図４の工程で得られた構造上に磁気抵抗効果素子層を形成する。さらに、磁気抵抗効果素子層上にハードマスクを形成し、ハードマスクをマスクとして用いて、磁気抵抗効果素子層及び下部電極層６１Ｌをパターニングする。具体的には、ＩＢＥ（ion beam etching）を用いてパターニングを行う。これにより、磁気抵抗効果素子４０のパターン及び下部電極６１のパターンが得られる。また、ハードマスクの厚さが減少し、磁気抵抗効果素子４０上には、厚さの減少したハードマスクが上部電極６２として残る。

【0034】

上述したパターニング工程によって、隣接する磁気抵抗効果素子４０は完全に分離される。一方、下部電極層６１Ｌの厚さが厚いため、パターニングによって下部電極６１間の下部電極層６１Ｌを完全に除去しようとすると、ハードマスクが消失するおそれがある。そのため、隣接する下部電極６１間には下部電極層６１Ｌの一部が残っている。なお、パターニングによって下部電極６１間の下部電極層６１Ｌを完全に除去することが可能であれば、隣接する下部電極６１間に下部電極層６１Ｌが残っていなくてもよい。

【0035】

また、パターニングを行った後、ＩＢＥによるエッチングで生成されたエッチング生成物が、磁気抵抗効果素子４０の側面及び上部電極６２の側面に付着しており、エッチング生成物層９０が形成される。エッチング工程では、下部電極層６１Ｌが最後にエッチングされる。そのため、エッチング生成物層９０は、下部電極層６１Ｌの導電材料で実質的に形成されている。

【0036】

次に、図６に示すように、図５の工程で得られた構造に対して酸化処理を行う。この酸化処理により、酸化物絶縁層７０が形成される。具体的には、下部電極６１の側面に形成された第１の部分７１と、磁気抵抗効果素子４０の側面及び上部電極６２の側面に形成された第２の部分７２と、下部構造１００の層間絶縁層８１上に形成された第３の部分７３とを含む酸化物絶縁層７０が形成される。

【0037】

第１の部分７１は、下部電極６１の側面部分が酸化されることで形成される。したがって、第１の部分７１は下部電極６１用の導電材料の酸化物で形成される。第２の部分７２は、エッチング生成物層９０が酸化されることで形成される。すでに述べたように、エッチング生成物層９０は、下部電極層６１Ｌ用の導電材料で実質的に形成されている。したがって、第２の部分７２も下部電極６１用の導電材料の酸化物で形成される。また、第３の部分７３は、図５のパターニング工程の後に隣接する下部電極６１間に残った下部電極層６１Ｌが酸化されることで形成される。したがって、第３の部分７３も下部電極６１用の導電材料の酸化物で形成される。

【0038】

すでに述べたように、下部電極６１用の導電材料の酸化物は絶縁物である。そのため、酸化物絶縁層７０の第１の部分７１、第２の部分７２及び第３の部分７３はいずれも、絶縁物で形成される。

【0039】

なお、図５のパターニング工程の後に、隣接する下部電極６１間に下部電極層６１Ｌが残っていない場合には、上述した酸化処理工程で酸化物絶縁層７０の第３の部分７３は形成されない。

【0040】

図６の工程の後、酸化物絶縁層７０を覆う層間絶縁層８２を形成することで、図２に示すような構造が得られる。

【0041】

以上のように、本実施形態では、図６の酸化処理工程によって、酸化物絶縁層７０の第１の部分７１、第２の部分７２及び第３の部分７３が形成される。この酸化物絶縁層７０は、下部電極６１用の導電材料の酸化物で形成されており、下部電極６１用の導電材料の酸化物は絶縁物である。したがって、本実施形態では、以下に述べるように、絶縁性に優れた磁気記憶装置を得ることが可能である。

【0042】

すなわち、本実施形態では、図５のパターニング工程（エッチング工程）で磁気抵抗効果素子４０の側面及び上部電極６２の側面に下部電極６１用の導電材料が付着してエッチング生成物層９０が形成されても、図６の工程でエッチング生成物層９０が酸化されて酸化物絶縁層７０の第２の部分７２が形成される。したがって、磁気抵抗効果素子４０の電気的なショート不良を防止することが可能である。

【0043】

また、図５のパターニング工程の後に隣接する下部電極６１間に残った下部電極層６１Ｌも図６の工程で酸化され、酸化物絶縁層７０の第３の部分７３が形成される。したがって、隣接する下部電極６１間での電気的なショート不良を防止することが可能である。また、図５のパターニング工程の後に隣接する下部電極６１間に下部電極層６１Ｌの一部が残っていてもよいため、ハードマスクの厚さを薄くすることが可能である。

【0044】

また、本実施形態では、図４の工程で、柱状電極５２の上部分を覆う厚い下部電極層６１Ｌが形成され、下部電極層６１Ｌの上面が平坦化されており、ＣＭＰ処理後の下部電極層６１Ｌの上面の位置が柱状電極５２の上面の位置よりも高くなっている。そのため、図３の工程で形成された下部構造１００の上面が平坦でなくても、平坦化された下部電極層６１Ｌ上に磁気抵抗効果素子４０を形成することができる。仮に、非平坦面上に磁気抵抗効果素子４０を形成したとすると、非平坦面の形状が磁気抵抗効果素子４０を構成する層（記憶層４１、参照層４２、トンネルバリア層４３）に反映され、磁気抵抗効果素子４０を構成する層の平坦性が損なわれることになる。その結果、磁気抵抗効果素子４０の特性が悪影響を受けるおそれがある。

【0045】

本実施形態では、平坦化された厚い下部電極層６１Ｌが形成されるため、磁気抵抗効果素子４０を構成する各層を平坦に形成することができ、上述したような問題を防止することが可能である。

【0046】

以上のことから、本実施形態では、優れた特性を有する磁気記憶装置を得ることが可能である。

【0047】

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態を説明する。なお、基本的な事項は上述した第１の実施形態と同様であり、第１の実施形態で説明した事項の説明は省略する。

【0048】

図７は、第２の実施形態に係る磁気記憶装置のメモリセル３０が設けられた領域の構成を模式的に示した断面図である。

【0049】

図２及び図７からわかるように、本実施形態の基本的な構造は、第１の実施形態の構造と同様である。ただし、第１の実施形態では、柱状電極５２の上部分が層間絶縁層８１から突出しており、下部電極６１の下面が柱状電極５２の上部分に基づく凹部を有していたが、本実施形態では、柱状電極５２の上面が層間絶縁層８１の上面に対して凹んでおり、下部電極６１の下面が柱状電極５２の上面に向かって突出している。すなわち、下部電極６１が、柱状電極５２の上面に向かって突出する部分を有している。

【0050】

次に、本実施形態に係る磁気記憶装置の製造方法を、図８～図１１及び図７を参照して説明する。

【0051】

まず、図８に示すように、第１の実施形態の図３の工程と同様にして、半導体基板（図示せず）の上方に下部構造１００を形成する。ただし、本実施形態では、層間絶縁層８１を平坦化する際に、柱状電極５２の上面の方が層間絶縁層８１の上面よりも低くなり、柱状電極５２の上面が層間絶縁層８１の上面に対して凹んでいる。

【0052】

次に、図９に示すように、第１の実施形態の図４の工程と同様にして、下部構造１００上に下部電極層６１Ｌを形成する。本実施形態でも、下部電極層６１Ｌの上面は平坦化されており、下部電極層６１Ｌの厚さは厚くなっている。具体的には、ＣＭＰによる平坦化処理前の下部電極層６１Ｌの上面の位置が層間絶縁層８１の上面の位置よりも高くなっており、平坦化処理後も下部電極層６１Ｌの上面の位置が層間絶縁層８１の上面の位置よりも高くなっている。したがって、平坦化処理前も及び平坦化処理後も、柱状電極５２の上面及び層間絶縁層８１の上面は下部電極層６１Ｌで覆われている。

【0053】

次に、図１０に示すように、第１の実施形態の図５の工程と同様にして、磁気抵抗効果素子４０、下部電極６１及び上部電極６２を形成する。本実施形態でも、第１の実施形態と同様に、磁気抵抗効果素子４０の側面及び上部電極６２の側面にエッチング生成物層９０が形成され、隣接する下部電極６１間には下部電極層６１Ｌの一部が残っている。

【0054】

次に、図１１に示すように、第１の実施形態の図６の工程と同様にして、酸化処理を行う。この酸化処理により、第１の実施形態と同様に、第１の部分７１、第２の部分７２及び第３の部分７３を含む酸化物絶縁層７０が形成される。すなわち、下部電極６１用の導電材料の酸化物で形成された酸化物絶縁層７０が形成される。

【0055】

図１１の工程の後、酸化物絶縁層７０を覆う層間絶縁層８２を形成することで、図７に示すような構造が得られる。

【0056】

以上のように、本実施形態でも、基本的な構造及び基本的な製造方法は第１の実施形態と同様であり、第１の実施形態と同様の効果を得ることが可能である。

【0057】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0058】

１０…第１の配線 ２０…第２の配線 ３０…メモリセル
４０…磁気抵抗効果素子 ４１…記憶層（第１の磁性層）
４２…参照層（第２の磁性層） ４３…トンネルバリア層（非磁性層）
５０…セレクタ（スイッチング素子） ５１…電極
５２…柱状電極 ５３…セレクタ材料層（スイッチング材料層）
６１…下部電極 ６２…上部電極
７０…酸化物絶縁層 ７１…第１の部分
７２…第２の部分 ７３…第３の部分
８１、８２…層間絶縁層 ９０…エッチング生成物層
１００…下部構造

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】