随机磁隧道结器件及应用方法技术

本发明专利技术实施例提供一种随机磁隧道结器件及应用方法，属于半导体器件领域。所述随机磁隧道结器件包括：由顶端电极、参考层、隧穿势垒层和自由调控层依次层叠组成的叠层结构；其中，所述自由调控层包括：自由层、底端电极和位于磁隧道结周围任意位置的导线层，所述导线层用于产生调控所述自由层磁化取向的奥斯特场。本发明专利技术方案将传统通过势垒层两端电压控制器件翻转概率的方法修改为通过底端电极电压与磁场协同控制翻转概率，在自由层端增设一个奥斯特场，基于该奥斯特场进行自由层磁化取向控制。避免了传统方法中需要自旋转移矩电流需要连续不断的通过磁隧道结的超薄隧穿势垒层，从而造成势垒层寿命降低的问题。而造成势垒层寿命降低的问题。而造成势垒层寿命降低的问题。

【技术实现步骤摘要】
随机磁隧道结器件及应用方法


[0001]本专利技术涉及半导体器件领域，具体地涉及一种随机磁隧道结器件及一种随机磁隧道结器件的应用方法。

技术介绍

[0002]随着集成电极技术手段的日益增强，适应于日益增大的计算需求，集成电路的规模和复杂程度越来越高，但是，随着人工智能、大数据、物联网的不断发展，需要解决的问题也越来越复杂。因为集成电路本身处理能力限制，集成电路的发展越来越表现的脱节。特别是在抽样、推理、优化、可逆计算等领域，由于基于二进制逻辑的传统图灵电子计算机并不擅长模拟微观量子世界的不确定性，导致计算量会随着复杂度增加而指数式地增长，使得计算很快变得不可能实现。基于此，建造以量子比特为基础的量子计算系统应运而生。
[0003]作为理想量子计算系统目标器件的磁隧道结器件虽然在速度、功耗等方面具有一定的综合优势。但是，随着计算速率和计算量的不断提升，整个系统对器件的系统设计对器件寿命有了很高的要求。特别是对于两端的自旋转移矩磁隧道结概率器件，由于自旋转移矩电流需要连续不断的通过磁隧道结的超薄隧穿势垒层，该电流会造成势垒层的老化，最终影响本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种随机磁隧道结器件，其特征在于，所述随机磁隧道结器件包括：由顶端电极、参考层、隧穿势垒层和自由调控层层叠组成的叠层结构；所述自由调控层包括：自由层、底端电极和导线层；所述导线层用于产生控制所述自由层磁化取向的奥斯特场。2.根据权利要求1所述的随机磁隧道结器件，其特征在于，所述顶端电极具有顶端电极端口；所述底端电极两端分别具有底端第一电极端口和底端第二电极端口；所述顶端电极端口、所述底端第一电极端口和所述底端第二电极端口用于单个或任意组合使用以调控所述随机磁隧道结器件的翻转概率。3.根据权利要求1所述的随机磁隧道结器件，其特征在于，所述自由层和所述参考层由铁、钴、硼和镍中的一种或多种材料制成，所述自由层和所述参考层的制作材料不同。4.根据权利要求1所述的随机磁隧道结器件，其特征在于，所述隧穿势垒层由氧化铝和氧化镁中的一种或多种材料制成。5.根据权利要求1所述的随机磁隧道结器件，其特征在于，所述顶端电极和所述底端电极由钽、铝、金、铬、铜、钼、钨和铂金中的一种或多种材料制成。6.根据权利要求1所述的随机磁隧道结器件，其特征在于，所述顶端电极端口、所述底端第一电极端口和所述底端第二电极端口均连接有一个电脉冲发生器或一个电偏置发生器。7.一种随机磁隧道结器件应用方法，其特征在于，所述随机磁隧道结器件为权利要求1
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6中任一项权利要求所述的随机磁隧道结器件，所述方法包括：S1）获取磁隧道结翻转概率需求值；S2）根据预设规则获得所述隧道结翻转概率需求值下的电压特性或奥斯特场强度；S3）根据所述电压特性调整顶端电极端口与底端第一电极端口和底端第二电极端口之间，或顶端电极端口与底端第一电极端口之间，或顶端电极端口与底端第二电极端口之间的电脉冲或电偏置；或根据所述奥斯特场强度对应调整导线层的过流电流。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：生成所述预设规则，所述预设规则包括第一预设规则；所述生成所述预设规则，包括生成第一预设规则：在预设大小范围内逐级调整所述顶端电极端口、所述底端第...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵东艳，王于波，陈燕宁，邵瑾，潘成，殷加亮，付振，郭宗夏，杜奥，曹凯华，赵巍胜，
申请(专利权)人：北京智芯微电子科技有限公司国网信息通信产业集团有限公司北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：