DE102005035166A1

DE102005035166A1 - MRAM mit magnetischem Via zur Speicherung von Information und Feldsensor

Info

Publication number: DE102005035166A1
Application number: DE102005035166A
Authority: DE
Inventors: Daniel Dr. Braun; Rainer Dr. Leuschner; Ulrich Dr. Klostermann
Original assignee: Infineon Technologies AG; Altis Semiconductor SNC
Current assignee: Qimonda AG; Altis Semiconductor SNC
Priority date: 2004-08-20
Filing date: 2005-07-27
Publication date: 2006-05-11
Anticipated expiration: 2025-07-28
Also published as: US20060039185A1; US7092284B2; DE102005035166B4

Abstract

Es wird ein magnetisches Speicherelement offenbart. Dieses magnetische Speicherelement verfügt über eine magnetische Durchführung zum Speichern von Information aus einem magnetischen Material, und mit vertikaler Orientierung relativ zu einer Waferfläche, auf der das magnetische Speicherelement ausgebildet ist, wobei diese magnetische Durchführung über magnetische Anisotropie verfügt, wobei ihr Magnetisierungsvektor magnetisch mit mindestens einer Stromleitung gekoppelt ist, und ein magnetisches Sensorelement mit mindestens einer magnetischen Schicht, deren Magnetisierungsvektor magnetisch mit demjenigen der magnetischen Durchführung gekoppelt ist, wobei dieses magnetische Sensorelement leitend mit der mindestens einen Stromleitung verbunden ist.

Description

Querverweis auf einschlägige Anmeldungen
Diese Patentanmeldung steht auch mit Folgendem in Beziehung: Der am selben Tag wie diese Anmeldung eingereichten Patentanmeldung mit der Seriennr. XX/XXX,XXX, dem Titel "MRAM With Magnetic Via For Storage of Information and Field Sensor" und der Registernr. I433.123.101; der am selben Tag wie diese Anmeldung eingereichten Patentanmeldung mit der Seriennr. XX/XXX,XXX, dem Titel "MRAM With Vertical Storage Element and Field Sensor" und der Registernr. I433.122.101; der am selben Tag wie diese Anmeldung eingereichten Patentanmeldung mit der Seriennr. XX/XXX,XXX, dem Titel "MRAM With Vertical Storage Element in Two Layer-Arrangement and Field Sensor"; und der Registernr. I433.121.101; mit derselben Übertragung an denselben Rechtsnachfolger wie den der vorliegenden Erfindung, wobei durch Bezugnahme ein Einschluss in diese Anmeldung erfolgt.
Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft nichtflüchtige Halbleiterspeicher, und spezieller betrifft sie magnetische Speicherelemente und einen magnetischen Direktzugriffsspeicher (MRAM) mit diesen Speicherelementen zur Verwendung in einem integrierten Halbleiter-Schaltkreis.
Hintergrund
Ein magnetischer (oder magnetoresistiver) Direktzugriffsspeicher (MRAM) bildet eine Technologie für nichtflüchtige Zugriffsspeicher, die den dynamischen Direktzugriffsspeicher (DRAM) als Standardspeicher für Computereinrichtungen ersetzen könnte. Insbesondere wird die Verwendung von MRAMs als nichtflüchtigen RAMs schließlich "direkteinschaltende" Systeme ermöglichen, die aktiv werden, sobald ein Computersystem eingeschaltet wird, um so die Zeitspanne einzusparen, die ein herkömmlicher Computer dazu benötigt, während des Hochfahrens des Systems Bootdaten von einem Festplattenlaufwerk in einen flüchtigen DRAM zu übertragen.
Ein magnetisches Speicherelement (auch als magnetoresistives Tunnelelement oder TMR-Element bezeichnet) verfügt über eine Struktur mit ferromagnetischen Schichten, die durch eine unmagnetische Schicht (Barriere) getrennt sind und in einem magnetischen Tunnelübergang (MTJ = magnetic tunnel junction) angeordnet sind. Digitale Information wird im magnetischen Speicherelement als Richtungen von Magnetisierungsvektoren in den ferromagnetischen Schichten gespeichert und repräsentiert. Genauer gesagt, wird das magnetische Moment einer ferromagnetischen Schicht magnetisch fixiert oder gepinnt (auch als "Referenzschicht" bezeichnet), während das magnetische Moment der anderen ferromagnetischen Schicht (auch als "freie Schicht" bezeichnet) frei zwischen derselben und der entgegengesetzten Richtung in Bezug auf die feste Magnetisierungsrichtung der Referenzschicht geschaltet werden kann. Die Orientierungen des magnetischen Moments der freien Schicht sind auch als "paralleler" und "antiparalleler" Zustand bekannt, wobei der parallele Zustand dieselbe magnetische Ausrichtung der freien und der Referenzschicht bezeichnet, während der antiparallele Zustand entgegengesetzte magnetische Ausrichtungen derselben bezeichnet.
Abhängig vom Magnetisierungszustand der freien Schicht (d.h. paralleler oder antiparalleler Zustand) zeigt das magnetische Speicherelement zwei verschiedene Widerstandswerte, wenn eine Spannung an die Barriere des magnetischen Tunnel übergangs angelegt wird. So spiegelt der spezielle Widerstand des TMR-Elements den Magnetisierungszustand der freien Schicht wider, wobei der Widerstand "niedrig" ist, wenn die Magnetisierung parallel ist, und er "hoch" ist, wenn die Magnetisierung antiparallel ist. Demgemäß ermöglicht es, dass durch Erfassen von Änderungen des Widerstands eines MRAM im magnetischen Speicherelement gespeicherte Information erfasst wird, d.h. Information aus dem magnetischen Speicherelement ausgelesen wird. Außerdem wird durch Anlegen eines bidirektionalen Stroms in einer speziellen Richtung in ein magnetisches Speicherelement geschrieben, um die freie Schicht in einem parallelen oder einem antiparallelen Zustand magnetisch auszurichten.
In einem MRAM ist eine Anzahl magnetischer Speicherelemente und anderer Schaltkreise integriert, wie eine Steuerschaltung für magnetische Speicherelemente, Komparatoren zum Erfassen von Zuständen in einem magnetischen Speicherelement, Eingangs/Ausgangs-Schaltungen sowie verschiedene Unterstützungsschaltungen. Infolgedessen sind bestimmte Mikroherstell-Prozessschwierigkeiten zu überwinden, bevor MRAMs hoher Kapazität/Dichte kommerziell verfügbar werden. Um z.B. den Energieverbrauch eines MRAM zu senken und für verschiedene Hilfsfunktionen zu sorgen, ist die CMOS-Technik verwendet. Verschiedene CMOS-Prozessschritte werden bei relativ hohen Temperaturen ausgeführt, während bei der Herstellung von MRAMs verwendete ferromagnetische Materialien deutlich niedrigere Prozesstemperaturen benötigen. So werden die magnetischen Speicherelemente typischerweise so konzipiert, dass sie folgend auf die CMOS-Bearbeitung am Anfang der Fertigungslinie (FEOL = front-end-of-line) in die Hinterende-Leiterbahnstruktur bei der CMOS-Bearbeitung am Hinterende der Fertigungslinie (BEOL = back-end-of-line) integriert werden.
Um in aktuellen elektronischen Einrichtungen von Nutzen zu sein, werden in magnetischen Direktzugriffsspeichern Arrays sehr hoher Dichte magnetischer Speicherelemente verwendet. In diesen Arrays hoher Dichte sind die magnetischen Zellen im Allgemeinen in Zeilen und Spalten angeordnet, wobei einzelne Zellen für Lese- und Schreiboperationen durch die Auswahl der geeigneten Zeile und Spalte, die die gewünschte Zelle enthalten, adressierbar ist. Auch sind herkömmlicherweise orthogonale Stromleitungen vorhanden, eine für jede Zeile und eine für jede Spalte, so dass in eine ausgewählte Zelle dadurch geschrieben wird, dass ein Strom an die geeignete Zeilen-Stromleitung und die geeignete Spalten-Stromleitung geliefert wird.

In jüngerer Zeit hat, insbesondere angesichts moderner tragbarer Einrichtungen, wie tragbarer Computer, digitaler Stehbildkameras und dergleichen, die Nachfrage nach billigen Massenspeichern besonders hoher Dichte drastisch zugenommen. Daher besteht einer der wichtigsten Punkte hinsichtlich billiger MRAMs hoher Dichte in einer Verringerung der Größe der MRAM-Zelle. Jedoch erfordert ein maßstäbliches Verkleinern von MRAM-Zellen immer kleinere magnetische Tunnelübergänge, so dass viele schwerwiegende Probleme auftreten, da für ein vorgegebenes Seitenverhältnis und eine vorgegebene Dicke der freien Schicht die vom Volumen derselben abhängige Aktivierungsenergie entsprechend w herunterskaliert, wobei w die Weite der magnetischen Zelle ist. Andererseits nehmen die Schaltfelder grob entsprechend 1/w zu. So wird beim maßstäblichen Verkleinern einer MRAM-Zelle ein Feld-induzierter Auswähl-Schaltvorgang noch schwieriger, und gleichzeitig verliert die magnetische Zelle aufgrund thermischer Aktivierung ihre Information immer schneller.

Angesichts des Vorstehenden besteht Bedarf am Bereitstellen eines magnetischen Speicherelements und eines magnetischen Direktzugriffsspeichers (MRAM) mit solchen magnetischen Speicherelementen, die ein Herunterskalieren der Zellengröße ermöglichen, ohne dass es dadurch zu schwerwiegenden Problemen hinsichtlich einer Zunahme von Schaltfeldern und einer Verringerung der Aktivierungsenergie käme.

Zusammenfassung

Die Erfindung betrifft ein magnetisches Speicherelement und einen magnetischen Direktzugriffsspeicher mit einem oder mehreren Speicherelementen. Bei einer Ausführungsform verfügt das magnetische Speicherelement über eine magnetische Durchführung (Via) zum Speichern von Information, aus einem magnetischen Material mit vertikaler Orientierung in Bezug auf die Waferfläche, auf der das magnetische Speicherelement ausgebildet ist, wobei diese magnetische Durchführung über magnetische Anisotropie verfügt, wobei ihr Magnetisierungsvektor magnetisch mit mindestens einer Stromleitung gekoppelt ist, und ein magnetisches Sensorelement mit mindestens einer magnetischen Schicht mit einem Magnetisierungsvektor, der magnetisch mit dem Magnetisierungsvektor der magnetischen Durchführung gekoppelt ist, wobei dieses magnetische Sensorelement leitend mit der mindestens einen Stromleitung verbunden ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die beigefügten Zeichnungen sind enthalten, um für ein weiteres Verständnis der Erfindung zu sorgen, und sie sind in diese Beschreibung eingeschlossen und bilden einen Teil derselben. Die Zeichnungen veranschaulichen die Ausführungsformen der Erfindung, und sie dienen gemeinsam mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erläutern. Andere Ausführungsformen der Erfindung und viele der vorgesehenen Vorteile der Erfindung werden leicht erkennbar wer den, wenn sie unter Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung besser verständlich werden. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise wechselseitig maßstabsgetreu. Gleiche Bezugszahlen kennzeichnen entsprechende, ähnliche Teile.
1A ist ein schematisches Diagramm einer Vertikal-Schnittansicht, geschnitten entlang einer Wortleitung, zum Veranschaulichen einer ersten Ausführungsform erfindungsgemäßen magnetischen Speicherelements.
1B ist ein schematisches Diagramm einer Draufsicht zum Veranschaulichen von Streufeldern von der magnetischen Durchführung sowie deren Erfassung durch das magnetische Sensorelement bei der in der 1A dargestellten Ausführungsform.
2 ist ein schematisches Diagramm einer Vertikal-Schnittansicht, geschnitten entlang einer Wortleitung, zum Veranschaulichen einer anderen Ausführungsform erfindungsgemäßen magnetischen Speicherelements.
3 ist eine schematische Diagramm einer Vertikal-Schnittansicht zum Veranschaulichen eines magnetischen Tunnelübergangs, bei dem die Magnetisierungen seiner freien und seiner festen Schicht orthogonal zur Waferfläche orientiert sind.
Detaillierte Beschreibung
In der folgenden detaillierten Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil derselben bilden und in denen zur Veranschaulichung spezielle Ausführungsform dargestellt sind, gemäß denen die Erfindung realisiert werden kann. In dieser Hinsicht wird eine Rich tungsterminologie, wie "oben", "unten", "vorne", "hinten", "vorderer", "hinterer" usw., unter Bezugnahme auf die Ausrichtung der Figur(en) verwendet. Da Komponenten der Ausführungsformen der Erfindung mit einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, wird die Richtungsterminologie zu Zwecken der Veranschaulichung verwendet, und sie ist in keiner Weise einschränkend. Es ist zu beachten, dass andere Ausführungsformen verwendet werden können und strukturmäßige oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne dass vom Schutzumfang der Erfindung abgewichen wird. Die folgende detaillierte Beschreibung ist daher nicht in beschränkendem Sinn zu verwenden, und der Schutzumfang der Erfindung ist durch die beigefügten Ansprüche definiert.
Die 1A und 1B veranschaulichen eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen magnetischen Speicherelements. Unter Bezugnahme auf die 1A und 1B, bei denen die 1A eine schematische, vertikal geschnittene Schnittansicht, geschnitten entlang der Wortleitung (WL), ist, wird eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen magnetischen Speicherelements erläutert.
Auf Grundlage einer FET-Speicherzelle mit einer Ummantelung entlang der WL verfügt das erfindungsgemäße magnetische Speicherelement über eine magnetische Durchführung 1 aus einem ferromagnetischen, leitenden Material, die zwischen einer unterteilten Schreib-Bitleitung aus einer ersten Schreib-Bitleitung (WBL1) und einer zweiten Schreib-Bitleitung (WBL2) angeordnet ist. Die magnetische Durchführung befindet sich in vertikaler Orientierung in Bezug auf die Fläche eines Wafers 2, auf der das magnetische Speicherelement ausgebildet ist, und sie ist dadurch mit magnetischer Formanisotropie versehen, dass ihr Seitenverhältnis geeignet so ausgewählt ist, dass ihre Höhe, d.h. die Abmessung in einer Richtung orthogonal zur Fläche des Wafers 2, geringfügig größer als ihre Weite, d.h. die Abmessung in einer Richtung parallel zur Fläche des Wafers 2 ist, und es ist im Bereich von 2 bis 3 ausgewählt und hat insbesondere einen Wert von ungefähr 2. Die Formanisotropie der magnetischen Durchführung 1 ist demgemäß orthogonal zur Fläche des Wafers 2 orientiert. Insbesondere sind die aufgeteilten zwei Teile (WBL1, WBL2) der zweiten Stromleitung so voneinander beabstandet, dass sie einen Abstand aufweisen, der der minimalen Lithografie-Merkmalsgröße F entspricht, oder kleiner ist, um das Seitenverhältnis (die Formanisotropie) der magnetischen Durchführung 1 geeignet auszuwählen. Im Ergebnis kann der Magnetisierungsvektor 3 der magnetischen Durchführung 1 auf mit ihm gekoppelte externe Magnetfelder hin zwischen den zwei orthogonal zur Fläche des Wafers 2 ausgerichteten Richtungen geschaltet werden.
Die magnetische Durchführung 1, genauer gesagt, ihr Magnetisierungsvektor 3, ist magnetisch mit den Magnetfeldern der WBL1 und der WBL2 sowie der darauf angeordneten Wortleitung (WL) gekoppelt. Da durch die WBL1 und die WBL2 zwei Ströme in entgegengesetzten Richtungen geschickt werden, erzeugen sie Magnetfelder in der Ebene der magnetischen Durchführung 1, die an der Position derselben in derselben Richtung zeigen, während die WL ein Magnetfeld orthogonal zur Ebene der magnetischen Durchführung 1 erzeugt. Zum Schalten kann typischerweise das Stoner-Wohlfahrt-Schaltszenarium verwendet werden, das dem Fachmann gut bekannt ist und daher hier nicht detaillierter erläutert werden muss.
Das magnetische Speicherelement verfügt ferner über ein horizontales magnetisches Sensorelement 4 als Magnetfeldsensor, der getrennt von der magnetischen Durchführung angeordnet ist, um in dieser gespeicherte Information zu erfassen. Es ist leitend zwischen die WL und ein Auswählbauteil einge fügt, das im Verlauf des Wafers 2 ausgebildet und als FET-Transistor mit einem Drain 5 und einer Source 6 realisiert ist. Zur elektrischen Verbindung zwischen der WL und dem Drain 5 besteht eine Reihenverbindung in der folgenden Reihenfolge, aus einer unmagnetischen, elektrisch leitenden Durchführung 7, die mit der WL verbunden ist, die z.B. aus TaN besteht, dem magnetischen Sensorelement 4 selbst, einer unmagnetischen, elektrisch leitenden Durchführung 9, die z.B. aus TaN besteht, der leitenden magnetischen Durchführung 1 selbst, einer unmagnetischen, elektrisch leitenden Schicht 10, die z.B. aus TaN besteht, und einer mit dem Drain 5 verbundenen unmagnetischen, elektrisch leitenden Durchführung 11. Um elektrisch gegen die unterteilten Bitleitungen WBL1 und WBL2 isoliert zu sein, sind die unmagnetische, elektrisch leitende Durchführung 7, das magnetische Sensorelement 4, die unmagnetische, elektrisch leitende Schicht 8, die unmagnetische, elektrisch leitende Durchführung 9, die leitende magnetische Durchführung 1, die unmagnetische, elektrisch leitende Durchführung 10 und die unmagnetische, elektrisch leitende Durchführung 11 in ein unmagnetisches, elektrisch leitendes Material 12 eingebettet.
Das magnetische Sensorelement ist als magnetischer Tunnelübergang (MTJ) mit einem Seitenverhältnis von ungefähr 1 realisiert, das über zwei ferromagnetische Schichten 13 und 15 aus magnetischem Material besteht, die in paralleler Übereinanderbeziehung aufgeschichtet sind und durch eine Schicht aus unmagnetischem Material 14 getrennt sind. Während seine ferromagnetische Schicht 15 als Referenzschicht konzipiert ist, deren magnetisches Moment gepinnt ist, ist die ferromagnetische Schicht 13 als freie Schicht konzipiert, deren magnetisches Moment in Bezug auf die Richtung der gepinnten Magnetisierung der Referenzschicht frei zwischen derselben und der entgegengesetzten Richtung geschaltet werden kann. So kann die Orientierung des magnetischen Moments der freien Schicht auf das magnetische Streufeld der magnetische Durchführung 1, wie es durch den MTJ gesehen wird, hin zwischen ihrem parallelen und ihrem antiparallelen Zustand geschaltet werden. Aufgrund eines Seitenverhältnisses von ungefähr 1. kann das magnetische Moment der freien Schicht 13 entsprechend Streufeldern, die verschiedenen Orientierungen von Magnetisierungsvektoren der magnetischen Durchführung 1 zugeordnet sind, zwischen ihrem parallelen und ihrem antiparallelen Zustand geschaltet werden.
Da der MTJ 4 auf eine an die MTJ-Barriere angelegte Spannung hin zwei verschiedene Widerstandswerte zeigt, kann in der magnetischen Durchführung 1 gespeicherte Information durch einen Lesestrom ausgelesen werden, der zwischen der WL und dem Auswählbauteil fließt. Um den parallelen und den antiparallelen Zustand des MTJ auszulesen, ist eine Lese-Bitleitung (RBL) vorhanden.
Bei der in der 1A dargestellten ersten Ausführungsform der Erfindung ist der MTJ 4 so positioniert, dass er horizontal in Bezug auf die magnetische Durchführung 1 verschoben ist.
Durch die 1B sind Streufelder von der magnetischen Durchführung 1 und deren Erfassung durch den MTJ 4 veranschaulicht. Wie es aus der 1B, linkes Diagramm, erkennbar ist, führt dann, wenn der Magnetisierungsvektor 3 der magnetischen Durchführung 1 in einer Richtung weg von der Fläche des Wafers 2 gerichtet ist, das vom MTJ 4 gesehene Streufeld zu einer Orientierung des Magnetisierungsvektors 16 der freien Schicht 13 des MTJ 4 nach links, während im anderen Fall, siehe die 1B, rechtes Diagramm, bei dem der Magnetisierungsvektor 3 der magnetischen Durchführung 1 in einer Richtung zur Fläche des Wafers 2 orientiert ist, das vom MTJ 4 gesehene Streufeld zu einer Orientierung des Magnetisierungsvektors 16 der freien Schicht 13 des MTJ 4 nach rechts führt. Das Schalten des Magnetisierungsvektors 3 der magnetischen Durchführung 1 führt so zu einem Schalten des Magnetisierungsvektors 16 der freien Schicht 13 des MTJ 4.
Unter Bezugnahme auf die 2 wird nun eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen magnetischen Speicherelements erläutert. Um überflüssige Wiederholungen zu vermeiden, werden nur die Unterschiede zur oben beschriebenen ersten Ausführungsform erläutert, während ansonsten auf die Erläuterungen Bezug genommen wird, die in Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform erfolgten.
Wie es in der 2 dargestellt ist, ist, im Gegensatz zur Ausführungsform der 1, bei der Ausführungsform eines magnetischen Speicherelements gemäß der 2, der MTJ 4 in einer Stapelbeziehung zur magnetischen Durchführung 1 positioniert, d.h., er ist in der vertikalen Richtung über der magnetischen Durchführung 1 positioniert. Für elektrische Verbindung zwischen der WL und dem Drain 5 besteht dann, unter Vermeidung der leitenden Schicht 8, eine elektrische Reihenverbindung aus der unmagnetischen, elektrisch leitenden Durchführung 7, die mit der WL verbunden ist, dem magnetischen Speicherelement 4 selbst, der unmagnetischen, elektrisch leitenden Durchführung 9, der leitenden magnetischen Durchführung 1 selbst, der unmagnetischen, elektrisch leitenden Schicht 10 sowie der mit dem Drain 5 verbundenen unmagnetischen elektrisch leitenden Durchführung 11. Die zweite Ausführungsform der Erfindung ist dahingehend vorteilhaft, dass der MTJ 4 sehr nahe an der magnetischen Durchführung 1 platziert werden kann, so dass große magnetische Streufelder, wie sie vom MTJ 4 gesehen werden, erzeugt werden können.
Die 3 veranschaulicht einen magnetischen Tunnelübergang 4 zur Verwendung bei der Erfindung, bei dem der Magnetisierungsvektor 16 seiner freien Schicht 13 und der Magnetisierungsvektor 17 seiner festen Schicht 15 orthogonal zur Fläche der freien und der Bezugsschicht orientiert sind, so dass eine orthogonale Orientierung zur Fläche des Wafers 2 besteht, wenn der MTJ 4 horizontal zu dieser Fläche des Wafers 2 liegt. Sowohl die freie als auch die Referenzschicht 13, 15 können aus einem dünnen Ni-Film bestehen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung verfügt das magnetische Speicherelement über ein Magnetspeicherelement zum Speichern von Information, das als magnetische Durchführung 1 konzipiert ist, und ein magnetisches Sensorelement 4 zum Erfassen der Magnetisierung der magnetischen Durchführung 1, das räumlich beabstandet von der magnetischen Durchführung 1 vorliegen kann oder alternativ mit dieser in Kontakt stehen kann, und mindestens eine Stromleitung, typischerweise drei Stromleitungen, die eine Bitleitung, eine Schreib-Wortleitung und eine Lese-Wortleitung sein können. Hierbei bezeichnet der Begriff "magnetische Durchführung" eine mit (ferro-) magnetischem Material, wie Ni, Fe, Co und deren Legierungen, gefüllte Durchführung. Wie im passenden Fall von MRAM-Zellen ist das erfindungsgemäße Durchführung Speicherelement auf einer Waferfläche ausgebildet.
Die magnetische Durchführung 1 ist magnetisch mit der mindestens einen Stromleitung gekoppelt, und bei einer typischen und bevorzugten Anordnung der Erfindung ist sie magnetisch mit zwei Stromleitungen gekoppelt, die eine Schreib-Bitleitung und eine Wortleitung sein können. Der Magnetisierungsvektor der magnetischen Durchführung 1 ist vorzugsweise im Wesentlichen orthogonal zur Waferfläche orientiert. Für eine magnetische Kopplung des Magnetisierungsvektors der magnetischen Durchführung 1 an die mindestens eine Stromlei tung ist die Erstere vorzugsweise benachbart zur genannten mindestens einen Stromleitung, oder zumindest nahe bei dieser, positioniert, bei der es sich typischerweise und vorzugsweise um eine (Schreib-)Bitleitung (WBL) handelt. Es ist sehr bevorzugt, dass das erfindungsgemäße magnetische Speicherelement über eine erste Stromleitung, die eine Wortleitung (WL) sein kann, und eine zweite Stromleitung, die eine Schreib-Bitleitung (WBL) sein kann, verfügt, die beide vorzugsweise orthogonal ausgerichtet sind, d.h. einander rechtwinklig schneidend, wie im passenden Fall, bei dem gleichzeitig die zweite Stromleitung in zwei Teile unterteilt ist, die als erste und zweite Schreib-Bitleitung (WBL1, WBL2) bezeichnet werden können, wobei die magnetische Durchführung zwischen diesen unterteilten zwei Teilen (WBL1, WBL2) der zweiten Stromleitung positioniert ist. Eine derartige Unterteilung der zweiten Stromleitung ermöglicht in vorteilhafte Weise eine Verdopplung der Magnetfelder, die die magnetische Durchführung für ihren Schaltvorgang sieht.
Die beiden Teile der zweiten Stromleitung (WBL1, WBL2) verfügen vorzugsweise über einen gegenseitigen Abstand, der sich höchstens auf die minimale Lithografie-Merkmalsgröße F beläuft, d.h. die minimale Merkmalsgröße, wie sie durch Fotolithografie (UV) verfahren erzielbar ist und die sich derzeit auf ungefähr 90 nm beläuft.
Um die magnetische Durchführung 1 zu schalten, werden zwei Ströme in entgegengesetzten Richtungen durch die zwei Teile der zweiten Stromleitung geschickt, während ein orthogonaler Strom durch die erste Stromleitung geschickt wird. Dann zeigen die Magnetfelder von den zwei Teilen der zweiten Stromleitung an der Position der magnetischen Durchführung in derselben Richtung (entweder beide nach oben oder beide nach unten), und sie schalten diese magnetische Durchführung 1, wenn gleichzeitig die erste Stromleitung ausgewählt wird und ein Magnetfeld orthogonal zur magnetischen Durchführung 1 erzeugt. Insoweit kann ein Feldauswahlkonzept verwendet werden, das dasselbe wie bei MRAM-Bauteilen ist.
Die magnetische Durchführung 1 bei der Erfindung besteht aus einem (ferro-)magnetischen Material, und sie ist vertikal zur Waferfläche orientiert, auf der das magnetische Speicherelement ausgebildet ist. Die magnetische Durchführung 1 ist mit magnetischer Anisotropie versehen, was zweckdienlicher Weise dadurch bewerkstelligt werden kann, dass ihr Seitenverhältnis geeignet ausgewählt wird, und/oder durch dem Material innewohnende Anisotropie, wie es dem Fachmann bekannt ist. Insbesondere kann die Höhe der magnetischen Durchführung 1 so gewählt werden, dass sie geringfügig größer als ihre Weite ist, um der magnetischen Durchführung ein endliches Seitenverhältnis in vertikaler Richtung und damit Formanisotropie mit einer bevorzugten Ausrichtung orthogonal zur Waferfläche zu verleihen.
In der magnetischen Durchführung 1 gespeicherte digitale Information wird durch ein magnetisches Sensorelement 4 ausgelesen, das die Magnetisierung der mindestens einen magnetischen Schicht des Magnetspeicherelements erfasst. Zu diesem Zweck verfügt das magnetische Sensorelement 4 des erfindungsgemäßen magnetischen Speicherelements über mindestens eine magnetische Schicht aus einem magnetischen Material, deren Magnetisierungsvektor magnetisch mit demjenigen der magnetischen Durchführung 1 gekoppelt ist. Die magnetische Kopplung zwischen der mindestens einen magnetischen Schicht der magnetischen Durchführung 1 und dem magnetischen Sensorelement 4 kann mittels eines magnetischen Streufelds der magnetischen Durchführung 1, wie es vom magnetischen Sensorelement 4 gesehen wird, realisiert werden. In diesem Fall muss, um für eine ausreichende magnetische Kopplung zwischen dem Magnetspeicherelement und dem magnetischen Sensorelement zu sorgen, das magnetische Sensorelement 4 innerhalb des magnetischen Streufelds der magnetischen Durchführung 1 positioniert werden, so dass der Magnetisierungsvektor der magnetischen Schicht des magnetischen Sensorelements 4 ausreichend beeinflusst werden kann und er insbesondere dem Magnetisierungsvektor der magnetischen Durchführung 1 folgen kann. Zu diesem Zweck wird das magnetische Sensorelement 4 typischerweise in der Nähe der magnetischen Durchführung 1 platziert. Alternativ kann eine magnetische Kopplung zwischen der magnetischen Durchführung 1 und dem magnetischen Sensorelement 4 auch mittels magnetischer Austauschkopplung realisiert werden, in welchem Fall die magnetische Durchführung 1 und das magnetische Sensorelement 4 in Kontakt gebracht werden.
Das magnetische Sensorelement 4 des erfindungsgemäßen magnetischen Speicherelements ist leitend mit der mindestens einen Stromleitung verbunden. Insbesondere kann es leitend mit einer aktiven Struktur verbunden sein, d.h. einem Auswählbauteil des Wafers, wie einem FET-Transistor, einer Diode und dergleichen. Alternativ kann es auch, beim Realisieren einer "Schnittstellenarchitektur", auch leitend mit zwei Stromleitungen verbunden sein, von denen die erste typischerweise eine Bitleitung ist, während die andere typischerweise eine Wortleitung ist.
Das magnetische Sensorelement 4 ist vorzugsweise als magnetischer Tunnelübergang realisiert, der über zwei magnetische Schichten aus magnetischem Material besteht, die mit paralleler Übereinanderbeziehung aufgeschichtet sind und durch eine Schicht aus unmagnetischem Material getrennt sind.
Beim erfindungsgemäßen magnetische Speicherelement verläuft die magnetische Schicht des magnetischen Sensorelements 4 im Wesentlichen parallel zur Waferfläche, d.h., dass die in dieser Ebene orientierte magnetische Schicht horizontal ausgerichtet ist.
Gemäß einer bevorzugten Realisierung des erfindungsgemäßen magnetischen Speicherelements ist das magnetische Sensorelement 4 leitend zwischen die mindestens eine Stromleitung und ein Auswählbauteil eingefügt, wobei die magnetische Durchführung 1 aus einem leitenden Material als Teil einer elektrischen Reihenverbindung zwischen der mindestens einen Stromleitung und dem Auswählbauteil verwendet wird. Anders gesagt, ist eine elektrische Reihenverbindung errichtet, die aus der mindestens einen Stromleitung, dem magnetischen Sensorelement 4, der magnetischen Durchführung 1 und dem Auswählbauteil besteht.
Alternativ kann bei einer typischen "Schnittstellenarchitektur" das magnetische Sensorelement 4 des erfindungsgemäßen magnetischen Speicherelements leitend zwischen zwei Stromleitungen eingefügt sein, die eine Bitleitung und eine Wortleitung sein können. Anders gesagt, ist eine elektrische Reihenverbindung aus der Wortleitung, dem magnetischen Sensorelement 4, der magnetischen Durchführung 1 und der Bitleitung errichtet.
Das magnetische Sensorelement 4 der Erfindung kann über eine beliebig gewählte Form verfügen, z.B. kreisförmig, rund, rechteckig mit abgerundeten Ecken und dergleichen.
Das magnetische Sensorelement 4 ist vorzugsweise als magnetischer Tunnelübergang (MTJ) realisiert, der über zwei magnetische Schichten aus magnetischem Material besteht, die in paralleler Übereinanderbeziehung aufgeschichtet sind und durch eine Schicht aus unmagnetischem Material getrennt sind. Beim erfindungsgemäßen magnetischen Speicherelement ist das magnetische Sensorelement 4, vorzugsweise in Form eines MTJ, vorzugsweise so angeordnet, dass es im Wesentlichen parallel zur Waferfläche liegt. In diesem Fall kann es von großem Vorteil sein, für eine Magnetisierung des MTJ zu sorgen, bei der sowohl die freie als auch die Referenzschicht über eine Magnetisierung orthogonal zur Waferfläche verfügen (während der MTJ selbst immer noch parallel zur Waferfläche liegt). Ein derartiger MTJ kann z.B. durch dünne Ni-Schichten (Filme) realisiert werden, da bei Ni-Filmen die Magnetisierung in natürlicher Weise orthogonal zur Filmfläche zeigt, solange die Filme ausreichend dünn sind. Tatsächlich sollte eine Dicke gewählt werden, bei der die Magnetisierung immer noch orthogonal zur Filmfläche ausgerichtet ist, wobei jedoch die Phase mit horizontaler Magnetisierung ziemlich nahe liegen sollte, so dass die Magnetisierung von der einen Richtung (insbesondere senkrecht) auf die Magnetisierung der magnetischen Durchführung hin leicht in die Entgegengesetzte geschaltet werden kann. Ein derartiger MTJ, der mit einer freien und einer Referenzschicht mit einer Magnetisierung orthogonal zur Waferfläche versehen ist, kann in vorteilhafter Weise für Speicherelemente mit stark verringerter Gesamtgröße verwendet werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die magnetische Durchführung 1 und das magnetische Sensorelement 4 in vertikal geschichteter Beziehung angeordnet. Alternativ ist, bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die magnetische Durchführung 1 horizontal gegenüber dem magnetischen Sensorelement 4 verschoben.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist das Seitenverhältnis der magnetischen Speicher-Durchführung vorzugsweise größer als 1 gewählt, und es kann insbesondere im Bereich von 1,5 bis 3 liegen, um für eine ausreichend hohe magnetische Formanisotropie zu sorgen.
Im Allgemeinen wird, um für eine ausreichend genaue Erfassung der Magnetisierung der magnetischen Durchführung 1 zu sorgen, die magnetische Anisotropie der magnetischen Schicht des magnetischen Sensorelements 4 so gewählt, dass sie kleiner als die der magnetischen Durchführung ist. Während dem Grunde nach eine Formanisotropie mit einer dem Material innewohnenden Anisotropie kombiniert werden kann, d.h., die Formanisotropie (teilweise) durch eine dem Material innewohnende Anisotropie kompensiert oder ergänzt werden kann, ist es deutlich, dass es die sich ergebende magnetische Gesamtanisotropie ist, die kleiner als diejenige der magnetischen Durchführung gewählt werden muss. Zu diesem Zweck kann es bevorzugt sein, das Seitenverhältnis des magnetischen Sensorelements 4, so zu wählen, dass es im Bereich von 1 bis 2 liegt und bevorzugter einen Wert von ungefähr 1 einnimmt.
Durch Herunterskalieren des erfindungsgemäßen magnetischen Speicherelements kann dasselbe mit einer Strukturgröße von ungefähr 8F² realisiert werden. Ansonsten kann, unabhängig von der Größe des magnetischen Speicherelements als solchem, das magnetische Sensorelement 4 vorzugsweise mit einer Strukturgröße von ungefähr 1F² realisiert werden.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung handelt es sich um einen magnetischen Direktzugriffsspeicher mit mehreren magnetischen Speicherelementen, wie sie oben beschrieben sind.
Gemäß noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird ein einfach auszuführender Prozess zum Herstellen einer magnetischen Durchführung in einem magnetischen Speicherelement, wie oben beschrieben, in Verbindung mit einer unterteilten zweiten Stromleitung, bei der es sich um unterteilte Schreib-Bitleitungen (WBL1, WBL2) handeln kann, auf selbstausgerichtete Weise ausgeführt, und dazu gehört das Einätzen eines Grabens zwischen den unterteilten Teilen der zweiten Stromleitung unter Verwendung unterteilter Teile derselben als Maske. Zum Strukturieren in der orthogonalen Richtung kann eine zweite Lithografiemaske verwendet werden. Vorzugsweise erfolgt ein Ätzen bis zum Erreichen eines nächsten Metall-Landekontaktflecks. Die Gesamthöhe dieses Grabens muss ungefähr so eingestellt werden, dass sich schließlich das gewünschte Seitenverhältnis ergibt. Dann wird eine Isolierschicht abgeschieden, die die letztere magnetische Durchführung gegen die beiden Teile der unterteilten zweiten Stromleitung isoliert. Dann muss der Boden des Grabens durch diese Isolierschicht hindurch geöffnet werden, was z.B. durch einen Prozess mit reaktivem Ionenätzen (RIE) erfolgt. Anschließend wird das magnetische Material in den Graben eingefüllt. Dann wird die Gesamtstruktur bis herunter zur Oberseite der beiden Teile der zweiten Stromleitung poliert, z.B. durch chemisch-mechanisches Polieren (CMP), wodurch eine magnetische Durchführung verbleibt, die gegen beide Teile der zweiten Stromleitung isoliert ist.
Gemäß noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung verfügt ein Verfahren zum Herstellen eines magnetischen Speicherelements über die oben beschriebenen Verfahrensschritte.
Der Begriff "Seitenverhältnis" bezeichnet hier, und entsprechend seinem typischen Gebrauch, das Verhältnis orthogonalen Abmessungen, die die Ebene des Magnetisierungsvektors aufspannen, wobei eine vertikal orientierte Ebene durch das Verhältnis ihrer Höhe zu ihrer Weite gekennzeichnet werden kann und eine horizontal orientierte Ebene durch das Verhältnis ihrer Länge zu ihrer Weite gekennzeichnet werden kann. Selbstverständlich bezieht sich der Begriff "vertikal" hier, und entsprechend seinem typischen Gebrauch, auf die Ebene der Waferfläche, und er kennzeichnet so eine Richtung, die orthogonal zu dieser orientiert ist, während der Begriff "horizontal" eine parallel zur Waferfläche orientierte Richtung kennzeichnet.
Beim obigen magnetischen Speicherelement 1 ist es, im Gegensatz zu herkömmlichen MRAM-Zellen, bei denen das Magnetspeicherelement und der magnetische Sensorelement 4 beide in die freie Schicht ein und desselben magnetischen Tunnelübergangs eingeschlossen sind, möglich, Information in der magnetischen Polarisation der magnetischen Durchführung 1 zu speichern, während das Auslesen mit einem separaten magnetischen Sensorelement 4, z.B. einem magnetischen Tunnelübergang, erfolgt. Da das magnetische Sensorelement 4, das einfach als Feldsensor dient, von der magnetischen Durchführung 1 getrennt ist, kann es beliebig klein realisiert werden. Im Gegensatz zur magnetischen Durchführung 1, die vertikal orientiert ist, kann das magnetische Sensorelement 4 horizontal ausgerichtet werden, und so kann es mit einer herkömmlichen Technologie einer Dünnschichtabscheidung und Strukturierung hergestellt werden. Das horizontale magnetische Sensorelement 4 kann sehr klein und mit einem Seitenverhältnis von ungefähr 1 hergestellt werden. Jedoch kann es dem Grunde nach die magnetische Anisotropie null aufweisen, um dem Magnetfeld zu folgen, das von der vertikalen magnetischen Durchführung 1 herrührt. Ansonsten können, wie es bereits oben beschrieben ist, das Seitenverhältnis und damit das Schaltfeld (wenn Formanisotropie verwendet wird) der vertikal ausgerichteten magnetischen Durchführung 1 durch die Tiefe des zu ihrer Realisierung einzuätzenden Grabens kontrolliert werden. Genauigkeit bei der Lithografie ist nur in einer Richtung orthogonal zur Waferfläche erforderlich.
So kann das tatsächliche magnetische Speicherelement (magnetische Durchführung) ziemlich groß hergestellt werden, insbesonders mit einem ausreichend großen Volumen, um thermisch aktiviertes Schalten zu verhindern. Hinsichtlich des magne tischen Sensorelements 4, das durch ein magnetisches Streufeld geschaltet wird, ist seine Aktivierungsenergie durch die Zeemanenergiedifferenz 2HM_SV gegeben, wobei H das durch das magnetische Sensorelement 4 gesehene magnetische Streufeld von der magnetischen Durchführung 1 ist, M_S die zugehörige Sättigungsmagnetisierung ist und V das Volumen der zugehörigen freien Schicht ist. Im Allgemeinen kann die Struktur insgesamt hinsichtlich der Schaltfelder und der Aktivierungsenergie auf den am niedrigsten liegenden Fehlerzustand optimiert werden.
Die Wechselwirkung zwischen benachbarten magnetischen Durchführungen ist stark verringert, da alle Magnetfelder größtenteils orthogonal zur Waferfläche zeigen, vorausgesetzt, dass die magnetische Anisotropie orthogonal zur Waferfläche orientiert ist. Betreffend die magnetischen Sensorelemente sind ihre magnetischen Momente und damit ihre Wechselwirkung sehr klein, da sie aufgrund eines Seitenverhältnisses nahe bei 1 so realisiert werden können, dass sie über ein kleines magnetisches Gesamtmoment verfügen.
Obwohl hier spezielle Ausführungsformen veranschaulicht und beschrieben wurden, erkennt es der Fachmann, dass die dargestellten und beschriebenen speziellen Ausführungsformen durch eine Anzahl alternativer und/oder äquivalenter Realisierungen ersetzt werden können, ohne dass vom Schutzumfang der Erfindung abgewichen wird. Diese Anmeldung soll alle Anpassungen oder Variationen der hier erörterten speziellen Ausführungsformen abdecken. Daher soll die Erfindung nur durch die Ansprüche und deren Äquivalente begrenzt sein.

Claims

Magnetisches Speicherelement mit: – einer magnetischen Durchführung zum Speichern von Information, aus einem magnetischen Material und mit vertikaler Orientierung in Bezug auf eine Waferfläche, wobei diese magnetische Durchführung über eine magnetische Anisotropie verfügt und ihr Magnetisierungsvektor magnetisch mit mindestens einer Stromleitung gekoppelt ist; und – einem magnetischen Sensorelement zum Erfassen der Magnetisierung der magnetischen Durchführung, mit mindestens einer magnetischen Schicht mit einem Magnetisierungsvektor, der magnetisch mit demjenigen der magnetischen Durchführung gekoppelt ist, wobei dieses magnetische Sensorelement elektrisch mit der mindestens einen Stromleitung verbunden ist.
Magnetisches Speicherelement nach Anspruch 1, bei dem das magnetische Sensorelement so angeordnet ist, dass es räumlich von der magnetischen Durchführung beabstandet ist.
Magnetisches Speicherelement nach Anspruch 1, bei dem das magnetische Sensorelement leitend mit einem Auswählbauteil verbunden ist.
Magnetisches Speicherelement nach Anspruch 3, mit einer elektrischen Reihenverbindung mit der mindestens einen Stromleitung, dem magnetischen Sensorelement, der magnetischen Durchführung und dem Auswählbauteil.
Magnetisches Speicherelement nach Anspruch 1, bei dem das magnetische Sensorelement leitend mit zwei Stromleitungen verbunden ist, von denen eine eine Bitleitung und die andere eine Wortleitung ist.
Magnetisches Speicherelement nach Anspruch 5, mit einer elektrischen Reihenverbindung mit der Wortleitung, dem magnetischen Sensorelement, der magnetischen Durchführung und der Bitleitung.
Magnetisches Speicherelement nach Anspruch 1, mit einer ersten Stromleitung und einer zweiten Stromleitung, wobei die zweite Stromleitung in zwei Teile unterteilt ist und wobei die magnetische Durchführung zwischen den unterteilten zwei Teilen der zweiten Stromleitung positioniert ist.
Magnetisches Speicherelement nach Anspruch 7, bei dem die unterteilten zwei Teile der zweiten Stromleitung so voneinander beabstandet sind, dass sie einen Abstand aufweisen, der höchstens der minimalen Lithografie-Merkmalsgröße F entspricht.
Magnetisches Speicherelement nach Anspruch 1, bei dem das magnetische Sensorelement so positioniert ist, dass es horizontal in Bezug auf die magnetische Durchführung verschoben ist.
Magnetisches Speicherelement nach Anspruch 1, bei dem das magnetische Sensorelement so positioniert ist, dass es in einer Stapelbeziehung zur magnetischen Durchführung liegt.
Magnetisches Speicherelement nach Anspruch 1, bei dem die magnetische Anisotropie der magnetischen Durchführung im Wesentlichen orthogonal zur Waferfläche orientiert ist.
Magnetisches Speicherelement nach Anspruch 1, bei dem die magnetische Schicht des magnetischen Sensorelements im Wesentlichen parallel zur Waferfläche verläuft.
Magnetisches Speicherelement mit: – einer magnetischen Durchführung zum Speichern von Information, aus einem magnetischen Material und mit vertikaler Orientierung in Bezug auf eine Waferfläche, wobei diese magnetische Durchführung über eine magnetische Anisotropie verfügt und ihr Magnetisierungsvektor magnetisch mit mindestens einer Stromleitung gekoppelt ist; und – einem magnetischen Sensorelement zum Erfassen der Magnetisierung der magnetischen Durchführung, mit mindestens einer magnetischen Schicht mit einem Magnetisierungsvektor, der magnetisch mit demjenigen der magnetischen Durchführung gekoppelt ist, wobei dieses magnetische Sensorelement elektrisch mit der mindestens einen Stromleitung verbunden ist, wobei das magnetische Sensorelement ein magnetischer Tunnelübergang mit zwei magnetischen Schichten aus magnetischem Material ist, die in paralleler Übereinanderbeziehung aufgeschichtet sind und durch eine Schicht aus unmagnetischem Material getrennt sind.
Magnetisches Speicherelement nach Anspruch 13, bei dem die Magnetisierungsvektoren der magnetischen Schichten des magnetischen Tunnelübergangs im Wesentlichen orthogonal zu den magnetischen Schichten orientiert sind.
Magnetisches Speicherelement nach Anspruch 13, bei dem das Seitenverhältnis der mindestens einen magnetischen Schicht des magnetischen Sensorelements größer als 1 ist und insbesondere im Bereich von 1,5 bis 3 liegt.
Magnetisches Speicherelement nach Anspruch 13, bei dem das Seitenverhältnis der magnetischen Schicht des magnetischen Sensorelements im Bereich von 1 bis 2 liegt.
Magnetisches Speicherelement nach Anspruch 13, das mit einer Strukturgröße von ungefähr 8F² realisiert ist.
Magnetisches Speicherelement nach Anspruch 13, bei dem das magnetische Sensorelement mit einer Strukturgröße von ungefähr 1F² realisiert ist.
Verfahren zum Herstellen eines magnetischen Speicherelements mit einer magnetischen Durchführung in einem Speicherelement, umfassend: – Ätzen eines Grabens zwischen zwei Teilen (WBL1, WBL2) der zweiten Stromleitung unter Verwendung der Teile der zweiten Stromleitung als Maske; – Abscheiden einer Isolierschicht; – Öffnen des Bodens der Isolierschicht; – Füllen der magnetischen Schicht der magnetischen Durchführung; und – Herunterpolieren bis zur Oberseite der Teile der zweiten Stromleitung.
Magnetischer Direktzugriffsspeicher mit: – einer Anzahl magnetischer Speicherelemente, wobei mindestens ein Speicherelement mit Folgendem versehen ist: einer magnetischen Durchführung zum Speichern von Information, aus einem magnetischen Material und mit vertikaler Orientierung in Bezug auf eine Waferfläche, wobei diese magnetische Durchführung über eine magnetische Anisotropie verfügt und ihr Magnetisierungsvektor magnetisch mit mindestens einer Stromleitung gekoppelt ist; und einem magnetischen Sensorelement zum Erfassen der Magnetisierung der magnetischen Durchführung, mit mindestens einer magnetischen Schicht mit einem Magnetisierungsvektor, der magnetisch mit demjenigen der magnetischen Durchführung gekoppelt ist, wobei dieses magnetische Sensorelement elektrisch mit der mindestens einen Stromleitung verbunden ist.
Speicher nach Anspruch 20, bei dem das magnetische Sensorelement so angeordnet ist, dass es räumlich von der magnetischen Durchführung beabstandet ist.
Speicher nach Anspruch 20, mit einer elektrischen Reihenverbindung mit der mindestens einen Stromleitung, dem magnetischen Sensorelement, der magnetischen Durchführung und dem Auswählbauteil.
Magnetisches Speicherelement nach Anspruch 20, mit einer ersten Stromleitung und einer zweiten Stromleitung, wobei die zweite Stromleitung in zwei Teile unterteilt ist und wobei die magnetische Durchführung zwischen den unterteilten zwei Teilen der zweiten Stromleitung positioniert ist.