磁性模拟存储器制造技术

本发明专利技术涉及数据存储技术领域，提供一种在固态存储器芯片上存储数据的新方法。它形成了一个平台，可以创建新的神经计算和人工智能架构。本发明专利技术存储器包括：感应层，用于信号的读/写一端口；隔离层，设置于感应层和储存层之间，用于对感应层和存储层进行绝缘；储存层，通过磁性可变电容Mcap与功能层耦合，以进行非易失性模拟存储；功能层与储存层耦合，用于通过时间常数的变化获得并传输信号至储存层；其中，当断电时，储存层的磁性不变以保留信号，进行非易失性模拟存储。此储存器架构定义为MCRAM，是一种非易失性存储器，通过本发明专利技术实现了低成本且兼备随机存储和非易失性模拟存储。

【技术实现步骤摘要】
磁性模拟存储器
本专利技术涉及数据存储
，尤指磁性模拟存储器。
技术介绍
在现有的数据存储技术中，其类别包括随机存储和闪存。在随机存储中，如SRAM和DRAM等存储器，这类的存储器速度较快，但只能进行随机存储，一旦断电即失去信号。而且DRAM、SRAM需要大量的晶体管和电容器，让它存储容量很难大幅增长，远远赶不上摩尔定律。FLASH类存储器存储容量大，但速度慢，只有SRAM的0.1％(千分之一)。现有的存储器大都是数字的精确的，但适用范围有受限，无法适应日益丰富的应用需求。因此，如何实现随机存储和闪存功能兼备，同时结构简单、成本有竞争力则成了亟待解决的问题。Mcap(磁电容器)是一种利用被磁化的特殊电极(板)的储能装置，它的能量比同样体积和重量的传统电容器高出几千亿倍。通过改变电极的磁场强度，可以反复改变Mcap的电容。这种方法被称VMC(可变磁电容(VariableMagneticCapacitance))是非易失性磁电容模拟储存器MCRAM(MagneticCapacitorRandomAccessMemory)的起源。耦合这个可变Mcap与电阻，形成一个RC电路产生可变时间常数RC。这种设计被称为VRCT(可变RC时间常数(VariableRCTime-constant))。与存储器控制(读/写)电路一起，VRCT可用作MCRAM中的存储位。因为每次Write事件后RC时间常数的变化实际上是位的物理属性(RC时间常量)的变化。该位将保持在新的状态，直到下一个Write事件，能在断电后保存数据。因此，MCRAM是一种非易失性模拟存储器。MCRAM同时可用于数据存储器和代码存储器的应用。本专利技术是具有优于相同特征尺寸的SRAM的写入和快速读取数据时间的数据存储器。本专利技术的储存容量远优于相同特征尺寸的FLASH类存储器的存储容量。本专利技术可制成7nm以下的高密度存储器。低功耗。
技术实现思路
本专利技术提供了磁性模拟存储器，解决了上述问题。本专利技术提供的技术方案如下：磁性模拟存储器，包括：感应层，是信号的读/写端口；隔离层，设置于所述感应层和存储层之间，用于对所述感应层和所述存储层进行绝缘；所述存储层，由可变磁电容构成，其与功能层耦合，以进行非易失性模拟存储；所述功能层，用于所述功能层获得所述感应层的信号后，与所述存储层耦合，进行信息的数模转换或模数转换，并在所述存储层进行存储；其中，当断电时，所述存储层的磁性不变以保留信号，进行非易失性模拟存储。进一步优选的，所述存储层，包括：第一磁性单元，具有第一磁性区及第二磁性区；第一传导区配置于该第一磁性区及该第二磁性区之间；第二磁性单元，具有第三磁性区及一第四磁性区；第二传导区配置于该第三磁性区及该第四磁性区之间；介电区配置于该第一磁性单元及该第二磁性单元之间。进一步优选的：所述介电区，用于进行非易失性模拟存储；其中，当所述介电区储存着数据时，所述第一磁性区及该第二磁性区的双极极性不相同，并且该第三磁性区及该第四磁性区的双极极性不相同。进一步优选的：所述功能层，还用于将模拟信号转换为数字信号或将所述数字信号转换为模拟信号，并将所述信号传输至所述存储层；所述存储层，还用于通过与所述功能层耦合，接收信号，进行非易失性模拟存储。进一步优选的，所述存储层，包括：多个磁性单元，其中每一所述磁性单元具有两磁性区；多个介电区分别配置于两相邻的所述磁性单元之间；多个传导区分别配置于每一所述磁性单元的所述两磁性区之间。进一步优选的，所述功能层，包括：晶体管、管理电路和金属介质。进一步优选的，还包括：感测电路，所述感测电路与所述感应层连接，用于管理与控制所述感应层的信号传输。进一步优选的：所述感测电路，与所述功能层连接，用于连接所述感应层和所述功能层。进一步优选的，还包括：基板，用于承载磁性模拟存储器；字线，介于所述功能层和所述基板之间。磁性模拟存储方法，包括：通过设置于感应层和存储层之间的隔离层，对所述感应层和所述存储层进行信号绝缘或隔离；利用功能层与所述存储层耦合，通过所述存储层的可磁变电容时间常数的变化存储模拟信号；其中，当断电时，所述存储层的磁性不变以保留信号，进行非易失性模拟存储。本专利技术提供的磁性模拟存储器至少具有以下有益效果：通过本专利技术实现了低成本且兼备随机存储和非易失性模拟存储。附图说明下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对磁性模拟存储器的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。图1是本专利技术中磁性模拟存储器的一个实施例的结构示意图；图2是本专利技术中存储层的结构示意图；图3是本专利技术中磁性模拟存储器中字线的布局示意图；图4是本专利技术中字线和位线的电流方向以及位选择子示意图；图5是本专利技术中磁场方向和电阻状态的变化示意图。具体实施方式以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其他实施例中也可以实现本申请。在其他情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所述描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或集合的存在或添加。为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本专利技术相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本专利技术的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。下面结合一个实施例来进一步说明本专利技术：本专利技术的一个实施例，如图1所示，本专利技术提供磁性模拟存储器(MCRAM)，包括：感应层1，是信号读/写的端口。具体的，所述感应层具备在相同尺寸时，它的读/写速度与SRAM一样快。隔离层2，设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.磁性模拟存储器，其特征在于，包括：/n感应层，是信号的读/写端口；/n隔离层，设置于所述感应层和存储层之间，用于对所述感应层和所述存储层进行绝缘；/n所述存储层，由可变磁电容构成，其与功能层耦合，以进行非易失性模拟存储；/n所述功能层，用于所述功能层获得所述感应层的信号后，与所述存储层耦合，进行信息的数模转换或模数转换，并在所述存储层进行存储；/n其中，当断电时，所述存储层的磁性不变以保留信号，进行非易失性模拟存储。/n

【技术特征摘要】
1.磁性模拟存储器，其特征在于，包括：
感应层，是信号的读/写端口；
隔离层，设置于所述感应层和存储层之间，用于对所述感应层和所述存储层进行绝缘；
所述存储层，由可变磁电容构成，其与功能层耦合，以进行非易失性模拟存储；
所述功能层，用于所述功能层获得所述感应层的信号后，与所述存储层耦合，进行信息的数模转换或模数转换，并在所述存储层进行存储；
其中，当断电时，所述存储层的磁性不变以保留信号，进行非易失性模拟存储。


2.根据权利要求1所述磁性模拟存储器，其特征在于，所述存储层，包括：
第一磁性单元，具有第一磁性区及第二磁性区；
第一传导区配置于该第一磁性区及该第二磁性区之间；
第二磁性单元，具有第三磁性区及一第四磁性区；
第二传导区配置于该第三磁性区及该第四磁性区之间；
介电区配置于该第一磁性单元及该第二磁性单元之间。


3.根据权利要求2所述磁性模拟存储器，其特征在于：
所述介电区，用于进行非易失性模拟存储；
其中，当所述介电区储存着数据时，所述第一磁性区及该第二磁性区的双极极性不相同，并且该第三磁性区及该第四磁性区的双极极性不相同。


4.根据权利要求3所述磁性模拟存储器，其特征在于：
所述功能层，还用于将模拟信号转换为数字信号或将所述数字信号转换为模拟信号，并将所述信号传输至所述存储层；
所述存储层...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖锜，赖寒枫，
申请(专利权)人：量子新能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：中国香港;81