【技术实现步骤摘要】
自旋电子器件、SOT-MRAM存储单元、存储阵列以及存算一体电路
本专利技术涉及集成电路
，具体涉及一种自旋电子器件、SOT-MRAM存储单元、存储阵列以及存算一体电路。
技术介绍
在目前诸多的新型非易失性存储器中，自旋电子器件具有的高速度、低能耗、抗疲劳、抗辐射以及易小型化等优点，使其在信息领域受到了全世界的广泛关注。基于磁隧道结(MTJ，MagneticTunnelJunction)的磁性随机存储器(MRAM，MagneticRandomAccessMemory)是最受关注的一种自旋电子器件。当前大力发展的第二代MRAM是利用自旋转移矩(STT，SpinTransferTorque)效应来实现的，STT-MRAM的信息写入过程需要较大的电流通过磁隧道结，因而信息写入过程伴随着高能耗且不利于器件稳定性。而利用自旋轨道矩(SOT，Spin-OrbitTorque)效应来翻转磁自由层，写入信息时不需要大电流通过磁隧道结，可以实现信息的读和写分离，极大地提高了器件的稳定性，且拥有比STT-MRAM更快的磁化翻转速度...
【技术保护点】
1.一种自旋电子器件，其特征在于，包括铁电/铁磁异质结构、磁隧道结以及设置在所述铁电/铁磁异质结构和所述磁隧道结之间的重金属层；/n所述铁电/铁磁异质结构包括层叠设置的多铁性材料层和铁磁层，所述磁隧道结包括层叠设置的自由层、绝缘层以及参考层，所述重金属层设置在所述铁磁层和所述自由层之间。/n
【技术特征摘要】
1.一种自旋电子器件，其特征在于，包括铁电/铁磁异质结构、磁隧道结以及设置在所述铁电/铁磁异质结构和所述磁隧道结之间的重金属层；
所述铁电/铁磁异质结构包括层叠设置的多铁性材料层和铁磁层，所述磁隧道结包括层叠设置的自由层、绝缘层以及参考层，所述重金属层设置在所述铁磁层和所述自由层之间。
2.根据权利要求1所述的自旋电子器件，其特征在于，所述多铁性材料层的材料为LaxBi1-xFeO3或者BiFeO3，所述铁磁层的材料为CoFe。
3.根据权利要求1所述的自旋电子器件，其特征在于，所述重金属层的材料为W、Pt或者Ta。
4.根据权利要求1所述的自旋电子器件，其特征在于，所述自由层的材料为FeCo、FeNi、FePd、FePt、CoPd、FeCoB中的一种或者为Heusler化合物，所述绝缘层的材料为MgO或者AlOx，所述参考层的材料为FeCo、FeNi、FePd、FePt、CoPd、FeCoB中的一种或者为Heusler化合物。
5.根据权利要求1至4任一项所述的自旋电子器件，其特征在于，所述铁电/铁磁异质结构和所述磁隧道结均为圆柱状结构，所述重金属层为条状结构。
6.根据权利要求5所述的自旋电子器件，其特征在于，还包括第一电极、第二电极、第三电极以及第四电极；
所述第一电极与所述多铁性材料层连接，所述第二电极与所述参考层连接，所述第三电极与所述重金属层的一端连接，所述第四电极与所述重金属层的另一端连接，所述重金属层的一端和所述重金属层的另一端相对设置。
7.一种SOT-MRAM存储单元，其特征在于，包括第一晶体管、第二晶体管以及权利要求1至6任一项所述的自旋电子器件；
所述第一晶体管的一端和所述多铁性材料层用于连接写位线，所述第一晶体管的另一端连接所述重金属层的一端，所述第一晶体管的控制端用于连接写字线；
所述第二晶体管的一端用于连接读位线，所述第二晶体管的另一端连接所述参考层，所述第二晶体管的控制端用于连接读字线；
所述重金属层的另一端用于连接源线，所述重金属层的另一端与所述重金属层的一端相对设置。
8.一种存算一体电路，其特征在于，包括第一存储单元、第二存储单元、第一参考单元以及第一灵敏放大器，所述第一存储单元和所述第二存储单元为权利要求7所述的SOT-MRAM存储单元；
所述第一参考单元用于提供第一参考电压，所述第一灵敏放大器的一个输入端用于接收所述第一参考电压，所述第一灵敏放大器的另一个输入端连接所述第一存储单元连接的读位线和所述第二存储单元连接的读位线，所述第一灵敏放大器的输出端作为所述存算一体电路的输出端。
9.根据权利要求8所述的存算一体电路，其特征在于，所述第一参考单元包括第一参考电阻；
所述第一参考电阻的一端连接所述第一灵敏放大器的一个输入端并用于接收第一参考电流，所述第一参考电阻的另一端接地。
10.根据权利要求8所述的存算一体电路，其特征在于，所述第一存储单元和所述第二存储单元连接同一条写字线，所述第一存储单元和所述第二存储单元连接同一条源线，所述第一存储单元和所述第二存储单元连接同一条读位线。
...
【专利技术属性】
技术研发人员：邢国忠，林淮，路程，刘琦，吕杭炳，李泠，刘明，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。