低温磁性超导混合存储单元及存储器制造技术

本发明专利技术提供一种低温磁性超导混合存储单元及存储器，存储单元包括：串联设置或并联设置的电压调控磁各向异性磁隧道结及超导纳米线低温管；电压调控磁各向异性磁隧道结包括依次叠置的参考层、势垒层及自由层；超导纳米线低温管为三端器件，包括沟道端、源端及漏端，于沟道端施加栅电流用于控制沟道端电阻的变化，以使超导纳米线低温管实现具有门控功能的逻辑开关。通过将电压调控磁各向异性磁隧道结及超导纳米线低温管结合形成存储单元，充分结合了两者的优势，同时考虑两者工艺上的兼容性，可显著提高现有存储单元的读写速度(具有亚纳秒写入速度)、有效降低功耗、增加单元集成密度，尤其适用于大规模低温存储器领域。尤其适用于大规模低温存储器领域。尤其适用于大规模低温存储器领域。

【技术实现步骤摘要】
低温磁性超导混合存储单元及存储器


[0001]本专利技术涉及集成电路存储器领域，特别是涉及一种低温磁性超导混合存储单元及存储器。

技术介绍

[0002]自从集成电路专利技术以来，高性能计算成为技术和科学进步的重要驱动力，而随着科技的发展，集成电路领域器件尺寸的不断减小，硅材料逐渐接近其加工的极限，摩尔定律放缓，漏电流的增加和互联延迟成为传统CMOS存储器的瓶颈。
[0003]超导计算机一直是比摩尔计算机更强大的候选者，具有功耗更低、速度更快等优点。超导逻辑已经得到了广泛的发展和实验证明，然而，超导存储器技术并不成熟，短期之内无法实现满足应用需求的超导存储器，大容量和超高速低温存储器技术成为制约超导计算机发展的关键瓶颈之一。基于单通量量子(SFQ)技术的存储单元尺寸大，需要十几μm2的面积，限制了其存储器的发展与应用。为低温超导计算机提供高密度RAM的方法是使用传统的基于CMOS的存储器和SFQ
‑
to
‑
CMOS接口。但是，密度、延迟以及单独的SFQ和CMOS模具的布线需求限制了这种混合SFQ/CMO本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低温磁性超导混合存储单元，其特征在于，所述存储单元包括：串联设置或并联设置的电压调控磁各向异性磁隧道结及超导纳米线低温管；所述电压调控磁各向异性磁隧道结包括依次叠置的参考层、势垒层及自由层，其中，所述参考层的磁化方向固定不变，所述自由层的磁化方向会在与所述参考层磁化方向平行的P态及与所述参考层磁化方向反平行的AP态之间翻转；所述超导纳米线低温管为三端器件，包括沟道端、源端及漏端，于所述沟道端施加栅电流用于控制所述沟道端电阻的变化，以使所述超导纳米线低温管实现具有门控功能的逻辑开关。2.根据权利要求1所述的低温磁性超导混合存储单元，其特征在于：所述参考层及所述自由层的材料为铁磁金属。3.根据权利要求2所述的低温磁性超导混合存储单元，其特征在于：所述铁磁金属包括由钴铁材料、钴铁硼材料及镍铁材料构成的群组中的至少一种。4.根据权利要求1所述的低温磁性超导混合存储单元，其特征在于：所述势垒层的材料为氧化物或石墨烯。5.根据权利要求4所述的低温磁性超导混合存储单元，其特征在于：所述氧化物为氧化镁或氧化铝。6.根据权利要求1所述的低温磁性超导混合存储单元，其特征在于：所述超导纳米线低温管的材料为NbN或NbTiN。7.根据权利要求1所述的低温磁性超导混合存储单元，其特征在于：所述超导纳米线低温管包括nTron、h
‑
Tro...

【专利技术属性】
技术研发人员：王彩露，董业民，陈晓杰，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：