磁屏蔽、半导体器件和半导体封装的制作方法
【专利摘要】本发明涉及磁屏蔽、半导体器件和半导体封装。提供一种提高了对外部磁场的屏蔽特性的磁屏蔽。磁屏蔽MS1具有面内磁化作为剩余磁化，并适于通过在磁场垂直方向上向磁屏蔽施加磁场以产生磁化方向上的垂直分量。
【专利说明】磁屏蔽、半导体器件和半导体封装
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]2013年6月25日提交的日本专利申请N0.2013-132750，包括说明书、附图和摘要，通关引用整体并入本文中。
【技术领域】
[0003]本发明涉及磁屏蔽、半导体器件和半导体封装，更具体地，涉及一种包括磁阻存储器的半导体器件和在其中的半导体封装。
【背景技术】
[0004]当前，磁阻存储器(MRAM(磁阻随机存取存储器))日益发展。关于磁阻存储器的技术，例如，包括专利文献I至3中公开的技术。
[0005]专利文献I和2涉及关于磁阻存储器的技术，其中利用自旋注入来反转自由层的磁化方向。如上述专利文献任意一个所公开的，垂直各向异性应用于自由层。专利文献3公开了一种非易失性固态磁性存储器件，其具有磁屏蔽结构，用来屏蔽MRAM芯片免受外部散射磁场的影响。
[0006]相关技术文献
[0007]专利文献
[0008][专利文献I]日本未审查专利申请公布(PCT申请翻译)N0.2007-525847
[0009][专利文献2]美国专利申请N0.2005/0104101
[0010][专利文献3]日本未审查专利公布N0.2003-115578
【发明内容】
[0011]一些磁阻存储器被磁屏蔽覆盖，以抑制外部磁场对磁阻存储器的影响。然而，在这种磁屏蔽中，在其垂直方向上磁化的变化受到作用于磁屏蔽厚度方向上的反磁场的影响而中断，这使得很难实现垂直方向上相对外部磁场的充足的磁导率。在这种情况下，磁屏蔽几乎不能实现对垂直外部磁场的充分的屏蔽特性。
[0012]结合附图，在下面的详细描述中将澄清本发明的其它问题和新特征。
[0013]根据本发明的一个实施例，磁屏蔽具有面内磁化作为剩余磁化，并且将垂直磁各向异性赋予磁屏蔽。
[0014]在本发明的一个实施例中，磁屏蔽能够提高其对外部磁场的屏蔽特性。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是示出本发明的一个实施例中的磁阻存储器和磁屏蔽的示例性截面图；
[0016]图2是用于说明磁屏蔽内磁化的变化的示例性截面图；
[0017]图3是不例性不出垂直外部磁场和通过外部磁场在磁屏蔽内产生的垂直磁化分量之间关系的曲线图；
[0018]图4是示出一个实施例中的磁屏蔽的一个示例的示例性截面图；
[0019]图5A和5B是示出图4中所示的磁屏蔽的改进例的示意性截面图；
[0020]图6A和图6B是不出一个实施例中的半导体器件的不例性截面图；
[0021]图7是示出一个实施例中的半导体封装的示例性截面图；
[0022]图8是示出图7中所示的半导体封装中的半导体芯片和磁屏蔽之间的位置关系的不例性平面图；和
[0023]图9是示出图7中所示的半导体封装的改进例的示例性截面图。
【具体实施方式】
[0024]在下文中，将参考附图描述本发明的优选实施例。只要有可能，将贯穿所有图使用相同的附图标记，以指示相同或相似的部分，并由此将在下文省略它们的描述。
[0025]图1是本发明的一个实施例中的磁阻存储器丽I和磁屏蔽MSl的示例性截面图。图1示例性示出了磁阻存储器MMl和磁屏蔽MSl之间的位置关系。
[0026]本实施例的磁屏蔽MSl具有面内磁化作为剩余磁化。通过在垂直方向上施加磁场，磁屏蔽MSl在磁化方向上产生垂直分量。对于磁屏蔽MSl和施加到磁屏蔽MSl的外部磁场的磁化方向，本文所用术语“垂直方向”是指垂直于(在图1中示出的垂直)磁屏蔽MSl的膜表面的方向，并且本文所用的术语“面内方向”指的是平行于磁屏蔽MSl的膜表面的方向。这同样适用于后面将要描述的磁记录层MRl和磁基准层RU。
[0027]在本实施例中，垂直磁各向异性赋予具有面内磁化作为剩余磁化的磁屏蔽MSl。在这种情况下，在厚度方向上作用于磁屏蔽MSl的反磁场抵消了赋予磁场MSl的垂直磁各向异性。因此，通过在垂直方向上向磁屏蔽MSl施加外部磁场,磁屏蔽MSl会产生在磁化方向上的垂直分量。就是说，由于垂直方向上的外部磁场，磁屏蔽MSl趋向于引起磁化的变化，从而能够实现在垂直方向上外部磁场的足够的磁导率。因此，磁屏蔽能够提高其在垂直方向上对外部磁场的屏蔽特性。
[0028]下文将涉及本实施例中的磁屏蔽MSl的结构、包括磁屏蔽MSl的半导体器件SDl和半导体封装的结构的细节。
[0029]首先，将在下文中描述磁屏蔽MSl的结构。
[0030]磁屏蔽MSl设置在磁阻存储器MMl的附近，并且具有抑制外部磁场对磁阻存储器丽I的影响的功能。磁屏蔽MSl与磁阻存储器丽I分开设置。
[0031]本实施例的磁屏蔽MSl能够形成为平板状形状，例如，具有不小于I μπι也不大于10 μ m的厚度,或形成为薄膜状形状，具有不小于Inm也不大于30nm的厚度。平板状磁屏蔽MSl被提供在例如包含磁阻存储器MMl的半导体芯片的上面或下面。薄膜形式的磁屏蔽MSl例如被提供在半导体芯片内的磁阻存储器MMl的上面或下面。
[0032]在图1的示例性截面图所示的示例中，磁屏蔽MSl分别被提供在磁阻存储器丽I的上方和下方。或者，磁屏蔽MSl可被提供在磁阻存储器MMl的上面或下面。
[0033]磁屏蔽MSl优选被提供为在平面图中叠加在整个磁阻存储器MMl上方。这个结构能够更有效地抑制外部磁场对磁阻存储器MMl的影响。在本实施例中，例如，磁屏蔽MSl被提供为覆盖布置成阵列的整个磁阻存储器MMl。
[0034]磁屏蔽MSl具有面内磁化作为剩余磁化。通过在垂直方向上施加磁场,磁屏蔽MSl在磁屏蔽MSl的磁化方向上产生垂直分量。对于磁屏蔽MSl和施加到磁屏蔽MSl的外部磁场的磁化方向，本文所用的术语“垂直方向”指的是垂直于磁屏蔽MSl的膜表面的方向。就是说，该垂直方向与平板状或薄膜状磁屏蔽MSl的膜厚方向是相同的。在垂直方向设定为法线方向的情况下，面内方向与平面方向一致。
[0035]图2是用于说明磁屏蔽MSl内的磁化变化的示例性截面图。
[0036]当外部磁场在垂直方向上施加到平板状或薄膜状的磁屏蔽时，在磁屏蔽的上表面和下表面的每个处将发生偏振。磁屏蔽在垂直方向上的磁化的变化被由偏振在磁屏蔽中所产生的反磁场中断。在这种情况下，变得难以获得对于垂直外部磁场的足够的磁导率。
[0037]垂直磁各向异性被赋予本实施例的磁屏蔽MSl，从而使垂直磁各向异性抵消反磁场。因此，如图2所示，磁屏蔽MSl的磁化方向能够很容易地改变成垂直方向。就是说，磁屏蔽MSl能够实现在垂直方向上对外部磁场的高磁导率。因此，由垂直外部磁场产生的磁通量能够在磁屏蔽MSl中被有效地吸收。磁屏蔽MSl具有面内磁化作为剩余磁化，以便由吸收的外部磁场造成的磁通量相对于磁屏蔽MSl的垂直方向倾斜地流过。结果，能够降低磁阻存储器MMl周围的磁通量密度。在本实施例中，例如，通过上述方式，磁屏蔽MSl能够抑制垂直外部磁场对磁阻存储器MMl的影响。
[0038]另外，本实施例的磁屏蔽MS1，因为存在面内磁化，也能够实现在面内方向上对外部磁场的高磁导率。因此，使用磁屏蔽MS1，本实施例能够抑制面内外部磁场对磁阻存储器丽I的影响。
[0039]图3是示例性示出施加到磁屏蔽MSl的垂直外部磁场和由外部磁场在磁屏蔽中产生的垂直磁化分量之间的关系的曲线图。该图示出了磁化曲线，其中水平轴表示在垂直方向上的外部磁场H,而纵轴表不在磁屏蔽MSl中产生的垂直磁化M。
[0040]像图3中所示的磁化曲线一样，通过将垂直外部磁场H施加到磁屏蔽MS1，在磁屏蔽MSl内产生垂直磁化M。能够调节磁化曲线的斜率，以控制磁屏蔽MSl相对于垂直外磁场的磁导率。能够通过适当地调整形成磁屏蔽MSl的材料、结构和形成条件控制磁化曲线的斜率。
[0041]在本实施例中，例如，4 Ji Ms是垂直外部磁场Hkeff施加到磁屏蔽MSl时产生的饱和磁化。在这种情况下，优选满足以下公式:5 < 4 π Ms/Hkeff ( 20。这种布置能够实现对垂直外部磁场的足够的磁导率，从而有效地抑制了外部磁场在垂直方向上对磁阻存储器MMl的影响。值4JiMs/Hkeff对应于磁屏蔽MSl的有效磁导率μ。
[0042]在本实施例中，控制通过在垂直方向上施加外部磁场在磁屏蔽MSl中产生的垂直磁化不超过在磁屏蔽MSl的厚度方向(垂直方向)上能够产生的反磁场。由于磁屏蔽MSl的磁化方向转变成完全垂直方向，所以这种布置能够抑制对垂直外部磁场的屏蔽特性损失的问题。能够通过分别调节形成磁屏蔽MSl的材料、结构和形成条件控制磁屏蔽MSl中产生的垂直磁化。能够通过分别调节磁屏蔽MSl的形状或膜厚度控制在磁屏蔽MSl的膜厚度方向上产生的反磁场。
[0043]图4示出了一个实施例中的磁屏蔽的一个示例的示例性截面图。
[0044]在本实施例的磁屏蔽MSl中，例如，实际上能够通过使用界面磁各向异性生成由施加到磁屏蔽MSl的垂直外部磁场所产生的垂直方向上的磁化分量。
[0045]在本实施例中，如图4所示，例如，具有面内磁各向异性的磁性层MLl和关于磁性层MLl感应界面磁各向异性的非磁性层匪I彼此叠置以形成叠层膜，其能够形成磁屏蔽MSI。因此,通过界面磁各向异性,垂直磁各向异性被赋予磁屏蔽MSI。
[0046]例如，磁性层MLl是由CoFeB、CoFe, NiFe或NiFeCo形成的。例如，非磁性层NMl是由MgO等制成的氧化膜，或者Ta或Pt制成的非磁性金属膜形成的。这种布置能够有效地感应磁性层MLl和非磁性层匪I之间的界面磁各向异性。在本实施例中，由CoFeB制成的磁性层MLl和由MgO制成的非磁性层匪1的组合能够作为示例。
[0047]或者，本实施例能够具有包括依次层叠的非磁性层匪1、磁性层MLl和非磁性层匪1的三层结构，或者由包括依次层叠的磁性层MLl、非磁性层匪I和磁性层MLl的三层结构构成的叠层膜。
[0048]图5A和5B示出了图4中所示的磁屏蔽的改进例的示例性截面图。
[0049]参照图5A，通过示例的方式，形成磁屏蔽MSl的层叠膜包括交替叠置的多个磁性层MLl和多个非磁性层匪I。在这种情况下,在磁性层MLl和非磁性层匪I之间的每个界面，感应界面磁各向异性。因此，能够调节磁性层MLl和非磁性层匪I的数量，以控制磁屏蔽MSl相对于垂直外磁场的磁导率。
[0050]图5B举例说明了添加磁性层ML2和中间层ILl。磁性层ML2具有面内磁各向异性。中间层ILl被提供在磁性层ML2与磁性层MLl和非磁性层匪1的上述叠层膜之间。中间层ILl是不会关于磁性层ML2诱发界面磁各向异性的层。在这种情况下，磁屏蔽MSl能够改善它对于面内外部磁场的导磁率。因此，能够实现磁屏蔽MSl,其对面内方向和垂直方向上的外部磁场都具有优良的屏蔽效果。
[0051]例如，磁性层ML2由NiFe形成。因此，能够有效地改善磁屏蔽MSl对面内外部磁场的磁导率。例如，中间层ILl由Ta形成。因此，中间层ILl能够防止关于磁性层ML2感应界面磁各向异性，以稳定地控制磁屏蔽MSl的磁导率。
[0052]在本实施例的磁屏蔽MSl中，例如，赋予磁屏蔽MSl的垂直磁各向异性还能够通过使用晶体磁各向异性来产生。在这种情况下，磁屏蔽MSl例如由CoPt形成。因此，通过晶体磁各向异性，垂直磁各向异性被赋予磁屏蔽MSI。
[0053]在本实施例的磁屏蔽MSl中，例如，赋予磁屏蔽MSl的垂直磁各向异性还能够使用应变磁各向异性来产生。在这种情况下，磁屏蔽MSl例如由Ni/Cu叠层膜形成。因此,通过应变磁各向异性，垂直磁各向异性被赋予磁屏蔽MSI。
[0054]例如，由磁屏蔽MSl保护的磁阻存储器丽I包括磁基准层RLl、隧道势垒层TBl和磁记录层MRl的叠层。磁基准层RLl和磁记录层MRl是由铁磁材料形成的磁性层。隧道势垒层TBl是由非磁性材料形成的非磁性层。磁基准层RL1、隧道势垒层TBl和磁记录层MRl的层叠结构形成磁性隧道结MTJ。
[0055]磁屏蔽MSl被提供在磁阻存储器MMl的上面或下面。如图1所示，平板状或薄膜状的磁屏蔽MSl设置成平行于以磁基准层RLl、隧道阻挡层TBl和磁记录层MRl的层叠方向作为法线的平面。在这种情况下，能够有效地覆盖布置成阵列的磁阻存储器MM1。尤其是，薄膜状磁屏蔽MSl能够形成在布线层中，该布线层形成半导体芯片内的多层互连结构。
[0056]在本实施例中，包括在磁阻存储器MMl中的磁记录层MRl和磁基准层RLl例如具有垂直磁各向异性。在这种情况下,磁记录层MRl和磁基准层RLl例如由具有垂直磁各向异性的铁磁材料形成。术语“垂直磁各向异性”表不其中垂直于每个层的膜表面的方向变成易磁化轴的磁各向异性。
[0057]具有垂直磁各向异性的磁记录层MRl趋向于会受到垂直方向上的外部磁场的影响。然而，在本实施例中，磁阻存储器MMl能够被对垂直外部磁场有良好屏蔽特性的磁屏蔽MSl覆盖。因此，磁屏蔽MSl能够抑制垂直外部磁场对磁记录层MRl的影响。因此，包括具有垂直磁各向异性的磁记录层MRl的磁阻存储器MMl能够具有良好的操作性能。
[0058]例如，包括在磁阻存储器丽I中的磁记录层MRl和磁基准层RLl可以具有面内磁各向异性。在这种情况下，磁记录层MRl和磁基准层RLl都由例如具有面内磁各向异性的铁磁材料形成。术语“面内磁各向异性”表示其中平行于每个层的膜表面的方向变成易磁化轴的磁各向异性。
[0059]磁阻存储器丽I通过反转磁记录层MRl的磁化写入数据“I”或“O”。用于反转磁记录层MRl的磁化的方法没有特别地限制，但能够包括，例如，电流磁场过程、自旋注入过程和畴壁位移过程。在电流磁场过程中，磁场是通过流经围绕磁性隧道结MTJ提供的布线的电流产生的，从而反转磁记录层MRl的磁化。在自旋注入过程中，允许电流在穿过磁性隧道结MTJ这样的方向上流动，由此自旋极化的电流被用于磁基准层RLl中以反转磁记录层MRl的磁化。在畴壁位移过程中，磁记录层MRl中的畴壁由施加到磁记录层MRl内部的电流移动，从而反转磁化。
[0060]通过允许用于读取的电流在穿透磁性隧道结MTJ这样的方向上流动来执行磁阻存储器MMl的读取操作。以这种方式，检测磁性隧道结MTJ的阻抗值，从而读出对应于该阻抗值的数据“O”或“I”。
[0061]当磁记录层MRl的磁化方向与磁基准层RLl的磁化方向反平行时，磁性隧道结MTJ的阻抗值变得相对较高。相反，当磁记录层MRl的磁化方向与磁基准层RLl的磁化方向相同时，磁性隧道结MTJ的阻抗值变得相对较低。这些阻抗值分别对应于数据“I”或“O”。
[0062]现在，将描述本实施例的半导体器件SDl。
[0063]图6是示出本实施例中的半导体器件SDl的示例性截面图。图6A示出了在一个截面处半导体器件SDl的结构。图6B示出了在垂直于图6A中所示的一个截面的另一个截面处半导体器件SDl的结构。
[0064]半导体器件SDl包括磁阻存储器MM1，和被提供在磁阻存储器MMl上面或下面的磁屏蔽MSI。能够使用如上所述的磁屏蔽MSl和磁阻存储器丽I。图6示出了磁屏蔽MSl被提供在磁阻存储器MMl上面的示例。
[0065]在图6所示的示例中，磁阻存储器MMl和磁屏蔽MSl能够形成在半导体芯片内。因此，在后续工艺中，能够省略形成磁屏蔽MSl的步骤。
[0066]本实施例的半导体器件SDl包括:半导体衬底SBl，和提供在半导体衬底SBl处的晶体管TR1。半导体衬底SBl没有具体限制，但例如是硅衬底或化合物半导体衬底。如图6A和6B所示，晶体管TRl例如包括:提供在半导体衬底SBl上方的栅极绝缘膜GII，提供在栅极绝缘膜GIl上方的栅电极GE1，提供在栅电极GEl两侧上方的侧壁SW1，和提供在半导体衬底SBl处的以在平面图中夹持栅电极GEl的源区和漏区DR1。图6示出了在半导体衬底SBl处提供多个晶体管TRl的情况。元件隔离膜EIl嵌入在半导体衬底SBl中，使得晶体管TRl彼此隔开并与其它兀件隔开。
[0067]层间绝缘膜IIl被提供在半导体衬底SBl上方以覆盖晶体管TR1。要耦合到源区和漏区DRl的接触插塞CPl被嵌入在层间绝缘膜IIl中。
[0068]磁阻存储器丽I被提供在层间绝缘膜IIl上方。磁阻存储器丽I例如包括:提供在层间绝缘膜IIl上方的磁基准层RL1、提供在磁基准层RLl上方的隧道势垒层TBl和提供在隧道势垒层TBl上方的磁记录层MRl。此时，磁基准层RLl例如经由接触插塞CPl耦合到源区和漏区DRl。磁阻存储器丽I例如形成在层间绝缘膜112中。磁阻存储器丽I的结构不限于此，并且能够形成在多层互连结构的任意布线层中。
[0069]在本实施例中，包括在磁阻存储器MMl中的磁记录层MRl和磁基准层RLl例如具有垂直磁各向异性。另一方面，如后所述，磁屏蔽MSl被提供在磁阻存储器MMl上面以覆盖磁阻存储器MM1。磁屏蔽MSl对垂直外部磁场具有良好的屏蔽特性。因此，磁屏蔽MSl能够减少垂直外部磁场对磁记录层MRl的影响。包括在磁阻存储器MMl中的磁记录层MRl和磁基准层RLl例如可以具有面内磁各向异性。
[0070]参照图6，以示例的方式提供多个磁阻存储器MM1。在本示例中，例如，磁阻存储器MMl被提供为耦合到不同晶体管TRl的各自的源区和漏区DR1。在本实施例的半导体器件SDl中，优选形成布置成阵列的磁阻存储器MMl。
[0071]位线BLl嵌入其中的层间绝缘膜113被提供在层间绝缘膜112上方。位线BLl例如耦合到磁记录层MR1。如图6所示，通过示例的方式，一个位线BLl耦合到磁阻存储器MMl。层间绝缘膜Π4被提供在层间绝缘膜113上方。
[0072]磁屏蔽MSl被提供在层间绝缘膜114上方。层间绝缘膜115被提供在层间绝缘膜Π4上方以覆盖磁屏蔽MSI。
[0073]磁屏蔽MSl设置在磁阻存储器丽I上面以覆盖磁阻存储器丽I。就是说，磁屏蔽MSl经由绝缘层被提供在磁阻存储器MMl上面。因此，磁屏蔽MSl和磁阻存储器MMl彼此电性隔离。
[0074]磁屏蔽MSl例如具有厚度不小于Inm不大于30nm的薄膜状的形状。如图6所示，通过示例的方式，提供磁屏蔽MSl以覆盖磁阻存储器MM1。在本实施例中，例如，能够提供磁阻存储器MMl使得包括布置成阵列的磁阻存储器MMl的单元阵列作为整体被覆盖。或者，磁屏蔽MSl可以形成在位于磁阻存储器MMl下面的布线层中。
[0075]接着，将描述本实施例的半导体封装SPl。
[0076]图7示出了一个实施例中的半导体封装SPl的示例性截面图。图8示出了在图7所示的半导体封装SPl中的半导体芯片SCl和磁屏蔽MSl之间的位置关系的示例性平面图。图8中的虚线表示其中形成存储单元阵列CAl的区域的位置。
[0077]半导体封装SPl包括具有磁阻存储器MMl的半导体芯片SC1，和提供在半导体芯片SCl上面或下面的磁屏蔽MSI。磁屏蔽MSl和磁阻存储器MMl能够使用上述的那些来形成。图?示出了磁屏蔽MSl被提供在半导体芯片SCl上面的示例。
[0078]例如，本实施例的半导体封装SPl包括引线框架LF1。引线框架LFl包括管芯焊垫DPl和围绕管芯焊垫DPl提供的外引线0L1。
[0079]半导体芯片SCl经由管芯粘附层DAl安装在管芯焊垫DPl上方。外引线OLl和形成在半导体芯片SCl的上表面上面的电极焊垫(未示出)例如经由键合线BWl耦合在一起。
[0080]磁屏蔽MSl例如具有厚度不小于I μ m也不大于10 μ m的平板状的形状。参照图7，通过示例的方式，经由管芯粘附层DA2在半导体芯片SCl上方提供磁屏蔽MSI。
[0081]如图8所示，例如，在平面图中，提供在半导体芯片SCl上方的磁屏蔽MSl比半导体芯片SCl小。也就是说，在平面图中磁屏蔽MSl的可见轮廓位于平面图中半导体芯片SCl的可见轮廓内部。因此，能够暴露出提供在半导体芯片SCl外周用于耦合键合线BWl的电极焊垫。
[0082]存储器单元阵列CAl被提供在半导体芯片SCl中。存储单元阵列CAl例如由多个磁阻存储器MMl构成。磁屏蔽MSl被提供在半导体芯片SCl上方，以在平面图中覆盖整个存储器阵列CAl。
[0083]在本实施例中，包括在磁阻存储器MMl中的磁记录层MRl和磁基准层RLl例如具有垂直磁各向异性。在半导体芯片SCl上方提供对垂直外部磁场有良好屏蔽特性的磁屏蔽MSl,以覆盖磁阻存储器MM1。因此，磁屏蔽MSl能够抑制在垂直方向上外部磁场对磁记录层MRl的影响。包括在磁阻存储器丽I中的磁记录层MRl和磁基准层RLl例如可以具有面内磁各向异性。
[0084]半导体封装SPl被提供有密封树脂ERl，用于在其中密封半导体芯片SCl和磁屏蔽MSI。
[0085]半导体封装SPl的结构不限于上述。例如，半导体封装SPl可以通过经由凸块在布线板上方安装半导体芯片SCl来形成。而且在这种情况下，磁屏蔽MSl能够经由管芯粘附层DA2设置在半导体芯片SCl上方。
[0086]图9示出了图7中所示的半导体封装SPl的改进例的示例性截面图。
[0087]在改进例的半导体封装SPl中，磁屏蔽MSl分别被提供在半导体芯片SCl上面和下面。这种布置能够有效地抑制外部磁场对磁致阻存储器MMl的影响。
[0088]如图9所示，磁屏蔽MS12 (MSl)经由管芯粘附层DA3被提供在管芯焊垫DPl上方。半导体芯片SCl经由管芯粘附层DAl被提供在磁屏蔽MS12上方。磁屏蔽MSll (MSl)经由管芯粘附层DA2被提供在半导体芯片SCl上方。
[0089]在该改进例中，磁屏蔽MS12能够被提供为平面图中比半导体芯片SCl大。此时，平面图中磁屏蔽MS12的可见轮廓位于平面图中的半导体芯片SCl的可见轮廓的外部。这种布置通过在半导体芯片SCl下面产生的外部磁场能够更有效地抑制对磁阻存储器MMl的影响。
[0090]与此相反，磁屏蔽MSll例如被提供为在平面图中比半导体芯片SCl小。也就是说，平面图中的磁屏蔽MSll的可见轮廓位于平面图中的半导体芯片SCl的可见轮廓内部。因此，能够暴露出电极焊垫以被提供在半导体芯片SCl的外周并适于耦合键合线BW1。
[0091]接下来，将描述本发明的优选实施例的效果。
[0092]在本发明的实施例中，垂直磁各向异性被赋予具有面内磁化作为剩余磁化的磁屏蔽。在这种情况下，在膜厚度方向上作用于磁屏蔽MSl的反磁场会抵消赋予磁屏蔽MSl的垂直磁各向异性。因此，通过在垂直方向上将外部磁场施加到磁屏蔽MS1，磁屏蔽MSl在磁化方向上产生垂直分量。就是说，由于垂直方向上的外部磁场，磁屏蔽MSl趋向于引起磁化的变化，从而可以实现外部磁场在垂直方向上的足够的磁导率。因此，磁屏蔽MSl能够改善它在垂直方向上对外部磁场的屏蔽特性。
[0093]以这种方式，一个实施例的磁屏蔽能够改善它对外部磁场的屏蔽特性。
[0094]基于实施例具体描述了由本发明人作出的发明。然而，显而易见的是，本发明并不限于上述实施例，并且可以在不脱离本发明的范围的前提下进行各种修改和改变。
【权利要求】
1.一种具有面内方向上的磁化作为剩余磁化的磁屏蔽， 其中所述磁屏蔽适于通过在垂直方向上向其施加磁场来产生磁化方向上的垂直分量。
2.根据权利要求1所述的磁屏蔽，其中当4π Ms是在垂直方向上由外部磁场Hkrff产生的垂直饱和磁化时，满足下面的公式:5 ^ 4 Ji Ms/Hkeff ^ 20。
3.根据权利要求1所述的磁屏蔽，其中所述磁屏蔽包括具有第一磁性层和非磁性层的层叠膜，所述第一磁性层具有面内磁各向异性，所述非磁性层相对于所述第一磁性层感应界面磁各向异性。
4.根据权利要求3所述的磁屏蔽，其中所述第一磁性层由CoFeB、CoFe、NiFe或NiFeCo形成,并且 其中所述非磁性层由MgO、Ta或Pt形成。
5.根据权利要求3所述的磁屏蔽，其中所述层叠膜包括彼此交替叠置的多个所述第一磁性层和多个所述非磁性层。
6.根据权利要求3所述的磁屏蔽，进一步包括: 第二磁性层，所述第二磁性层具有面内磁各向异性；和 中间层，所述中间层被提供在所述第二磁性层和所述层叠膜之间，所述中间层适于不相对所述第二磁性层感应界面磁各向异性。
7.根据权利要求6所述的磁屏蔽，其中所述第二磁性层由NiFe形成，并且所述中间层由Ta形成。
8.根据权利要求1所述的磁屏蔽，其中所述垂直磁化分量是由晶体磁各向异性产生的。
9.根据权利要求1所述的磁屏蔽，其中所述垂直磁化分量是由应变磁各向异性产生的。
10.根据权利要求1所述的磁屏蔽，其中所述磁屏蔽形成为平板状或薄膜状形状。
11.一种半导体器件，包括: 磁阻存储器，所述磁阻存储器包括彼此叠置的磁记录层、隧道势垒层和磁基准层；和 磁屏蔽，所述磁屏蔽被提供在所述磁阻存储器的上面或下面， 其中所述磁屏蔽具有面内方向上的磁化作为剩余磁化，并且适于通过在垂直方向上向其施加磁场来产生所述磁屏蔽的磁化方向上的垂直分量。
12.根据权利要求11所述的半导体器件，其中所述磁记录层具有垂直磁各向异性。
13.根据权利要求11所述的半导体器件，其中所述磁屏蔽经由绝缘层被提供在所述磁阻存储器上面。
14.一种半导体封装，包括: 半导体芯片，所述半导体芯片具有磁阻存储器；和 磁屏蔽，所述磁屏蔽被提供在所述半导体芯片的上面或下面， 其中所述磁屏蔽具有面内方向上的磁化作为剩余磁化，并且适于通过在垂直方向上向其施加磁场来产生所述磁屏蔽的磁化方向上的垂直分量。
15.根据权利要求14所述的半导体封装，其中所述磁阻存储器包括具有垂直磁各向异性的磁记录层。
16.根据权利要求14所述的半导体封装，其中所述磁屏蔽分别被提供在所述半导体芯片的上面和下面。
【文档编号】G11C11/16GK104253209SQ201410291292
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年6月25日 优先权日:2013年6月25日
【发明者】铃木哲广 申请人:瑞萨电子株式会社