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公开(公告)号：CN116847715A
公开(公告)日：2023-10-03
申请号：CN202311105192.8
申请日：2023-08-30
申请人： 北京芯可鉴科技有限公司 , 北京智芯微电子科技有限公司 , 北京航空航天大学
摘要： 本发明涉及磁存储器领域，提供一种基于交换偏置的自旋轨道矩磁存储单元、磁随机存储器。包括重金属层以及设置于重金属层上的磁隧道结，磁隧道结自下而上依次为反铁磁层、自由层、势垒层以及参考层。重金属层的宽度从重金属层的第一端至第二端逐渐增大。重金属层用于在被施加逐步增大的电流时产生不同强度的自旋轨道力矩，利用反铁磁层与自由层之间的交换偏置作用，在不同强度的自旋轨道力矩的作用下使自由层的磁矩从部分翻转逐步至全部翻转，使自由层的磁矩方向与参考层的磁矩方向平行或反平行，以实现多阻态写入。本发明通过使用具有不同宽度的重金属层，并利用交换偏置作用，实现无外场的确定性翻转和稳定的多阻态。
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公开(公告)号：CN113887734B
公开(公告)日：2022-04-22
申请号：CN202111482824.3
申请日：2021-12-07
申请人： 北京芯可鉴科技有限公司 , 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
摘要： 本发明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。
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公开(公告)号：CN113889163B
公开(公告)日：2022-03-01
申请号：CN202111485264.7
申请日：2021-12-07
申请人： 北京芯可鉴科技有限公司 , 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
IPC分类号： G11C11/16
摘要： 本发明实施例提供一种翻转概率可控的随机磁隧道结器件及应用方法，属于半导体器件领域。所述器件包括：基础磁隧道结三明治结构，自上而下包括参考层、隧穿势垒层和自由层；位于所述参考层上方的顶端电极，所述顶端电极具有顶端电极端口；位于所述自由层下方的调控层，用于为所述自由层提供偏置磁场，所述调控层包括重叠布置的交换偏置场层和底端电极；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隧道结器件的翻转概率。本发明方案实现了随机磁隧道结器件翻转概率可控。
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公开(公告)号：CN113887734A
公开(公告)日：2022-01-04
申请号：CN202111482824.3
申请日：2021-12-07
申请人： 北京芯可鉴科技有限公司 , 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
摘要： 本发明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。
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公开(公告)号：CN116801705B
公开(公告)日：2023-12-01
申请号：CN202311096864.3
申请日：2023-08-29
申请人： 北京芯可鉴科技有限公司 , 北京智芯微电子科技有限公司 , 北京航空航天大学
摘要： 本发明涉及磁存储器领域，提供一种基于压控磁各向异性的存储单元、磁随机存储器。所述存储单元包括自旋轨道矩产生层以及设置于自旋轨道矩产生层上的磁隧道结，磁隧道结包括依次层叠的磁性金属层、间隔层、自由层、势垒层以及参考层，磁性金属层与自由层通过间隔层耦合形成反铁磁结构。在自旋轨道矩产生层与参考层之间被施加电压且自旋轨道矩产生层被施加自旋轨道矩电流的条件下，反铁磁结构的磁性金属层、间隔层及自由层在层间DMI效应和RKKY效应作用下，使自由层的磁矩发生确定性翻转，以使自由层的磁矩方向与参考层的磁矩方向平行或反平行。本发明能够实现磁隧道结的确定性写入，降低磁矩翻转的能耗，且易于大规模应用生产。
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公开(公告)号：CN116801705A
公开(公告)日：2023-09-22
申请号：CN202311096864.3
申请日：2023-08-29
申请人： 北京芯可鉴科技有限公司 , 北京智芯微电子科技有限公司 , 北京航空航天大学
摘要： 本发明涉及磁存储器领域，提供一种基于压控磁各向异性的存储单元、磁随机存储器。所述存储单元包括自旋轨道矩产生层以及设置于自旋轨道矩产生层上的磁隧道结，磁隧道结包括依次层叠的磁性金属层、间隔层、自由层、势垒层以及参考层，磁性金属层与自由层通过间隔层耦合形成反铁磁结构。在自旋轨道矩产生层与参考层之间被施加电压且自旋轨道矩产生层被施加自旋轨道矩电流的条件下，反铁磁结构的磁性金属层、间隔层及自由层在层间DMI效应和RKKY效应作用下，使自由层的磁矩发生确定性翻转，以使自由层的磁矩方向与参考层的磁矩方向平行或反平行。本发明能够实现磁隧道结的确定性写入，降低磁矩翻转的能耗，且易于大规模应用生产。
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公开(公告)号：CN115713953A
公开(公告)日：2023-02-24
申请号：CN202211209170.1
申请日：2022-09-30
申请人： 北京芯可鉴科技有限公司 , 北京智芯微电子科技有限公司 , 北京航空航天大学
IPC分类号： G11C11/4097
摘要： 本发明提供一种半导体器件、存算芯片、集成电路产品及操作方法，属于半导体器件技术领域。所述半导体器件包括：N个MTJ单元，任一MTJ单元包括至少两个MTJ；控制单元，用于对所述N个MTJ单元执行写入操作和读取操作；所述控制单元用于选通地控制所述写入操作的电流，将被运算比特序列写入至M个MTJ单元中的MTJ，M为运算比特序列的比特数；所述控制单元用于基于所述运算比特序列，选通地控制运算操作的电流，注入所述M个MTJ单元中的MTJ，以及用于控制流出所述M个MTJ单元的电流，注入或流出电流的控制持续时间为锁定值与单位时间的乘积值；所述控制单元用于基于所述M个MTJ单元的流出电流的读出值，确定运算结果。本发明可用于提供具有运算能力的磁存储器和芯片。
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公开(公告)号：CN116847715B
公开(公告)日：2023-11-17
申请号：CN202311105192.8
申请日：2023-08-30
申请人： 北京芯可鉴科技有限公司 , 北京智芯微电子科技有限公司 , 北京航空航天大学
摘要： 本发明涉及磁存储器领域，提供一种基于交换偏置的自旋轨道矩磁存储单元、磁随机存储器。包括重金属层以及设置于重金属层上的磁隧道结，磁隧道结自下而上依次为反铁磁层、自由层、势垒层以及参考层。重金属层的宽度从重金属层的第一端至第二端逐渐增大。重金属层用于在被施加逐步增大的电流时产生不同强度的自旋轨道力矩，利用反铁磁层与自由层之间的交换偏置作用，在不同强度的自旋轨道力矩的作用下使自由层的磁矩从部分翻转逐步至全部翻转，使自由层的磁矩方向与参考层的磁矩方向平行或反平行，以实现多阻态写入。本发明通过使用具有不同宽度的重金属层，并利用交换偏置作用，实现无外场的确定性翻转和稳定的多阻态。
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公开(公告)号：CN115271058B
公开(公告)日：2023-01-17
申请号：CN202211202953.7
申请日：2022-09-29
申请人： 北京芯可鉴科技有限公司 , 北京智芯微电子科技有限公司 , 北京航空航天大学
摘要： 本发明实施例提供一种类脑计算芯片和数据处理终端，属于芯片技术领域。所述类脑计算芯片包括类脑计算阵列，用于类脑计算任务的数据处理，所述类脑计算阵列包括多个脉冲神经处理单元，所述多个脉冲神经处理单元呈阵列分布，所述多个脉冲神经处理单元中的每一个脉冲神经处理单元用于处理神经元计算和突触计算。本发明实施例提供的类脑计算芯片包括由多个脉冲神经处理单元组成的类脑计算阵列；每一个脉冲神经处理单元都可以同时处理神经元计算和突触计算；替代了传统的类脑计算架构中分离式的神经元和神经突触，减少了因神经元和神经突触之间频繁的数据交换造成的能量损失和计算时延，显著提高了运算速度，降低了芯片在处理大量数据时的系统功耗。
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公开(公告)号：CN113889163A
公开(公告)日：2022-01-04
申请号：CN202111485264.7
申请日：2021-12-07
申请人： 北京芯可鉴科技有限公司 , 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
IPC分类号： G11C11/16
摘要： 本发明实施例提供一种翻转概率可控的随机磁隧道结器件及应用方法，属于半导体器件领域。所述器件包括：基础磁隧道结三明治结构，自上而下包括参考层、隧穿势垒层和自由层；位于所述参考层上方的顶端电极，所述顶端电极具有顶端电极端口；位于所述自由层下方的调控层，用于为所述自由层提供偏置磁场，所述调控层包括重叠布置的交换偏置场层和底端电极；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隧道结器件的翻转概率。本发明方案实现了随机磁隧道结器件翻转概率可控。
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