JPH01146377A - 不揮発性記憶装置 - Google Patents
不揮発性記憶装置Info
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- JPH01146377A JPH01146377A JP62304940A JP30494087A JPH01146377A JP H01146377 A JPH01146377 A JP H01146377A JP 62304940 A JP62304940 A JP 62304940A JP 30494087 A JP30494087 A JP 30494087A JP H01146377 A JPH01146377 A JP H01146377A
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-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
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- G11C11/44—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using super-conductive elements, e.g. cryotron
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- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/82—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by variation of the magnetic field applied to the device
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- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、記憶装置に関する。より詳細には、本発明は
、電源が遮断されても記憶内容を保持する所謂不揮発性
記憶装置の新規な構成に関するものである。
、電源が遮断されても記憶内容を保持する所謂不揮発性
記憶装置の新規な構成に関するものである。
従来の技術
各種の情報処理装置において使用される記憶装置におい
て、電源を遮断してもそのときの記憶内容を保持する機
能を有するものを特に不揮発性記憶装置と呼んでいる。
て、電源を遮断してもそのときの記憶内容を保持する機
能を有するものを特に不揮発性記憶装置と呼んでいる。
主電源の遮断時のバックアップ電源を用いない不揮発性
記憶装置として従来から知られているものには、F A
MOS (floating−gate avalan
cheinjection MOS)やMNOS (M
etal−NitrideOxide Sem1−co
nductor)等の半導体素子によって構成されたも
のが挙げられる。
記憶装置として従来から知られているものには、F A
MOS (floating−gate avalan
cheinjection MOS)やMNOS (M
etal−NitrideOxide Sem1−co
nductor)等の半導体素子によって構成されたも
のが挙げられる。
発明が解決しようとする問題点
しかしながら、上述のような従来の不揮発性記憶装置に
は、各々以下のような問題があった。
は、各々以下のような問題があった。
即ち、F A M OSは、格納した情報を消去する際
に紫外線を照射する必要があり、格納内容を書き換える
ためには、通常の情報処理動作には全く使用することの
ない紫外線照射用の器具を用意する必要がある。
に紫外線を照射する必要があり、格納内容を書き換える
ためには、通常の情報処理動作には全く使用することの
ない紫外線照射用の器具を用意する必要がある。
また、M N O’ Sは、電源の供給を受けずに記憶
内容を保持できる時間が短く、不揮発性半導体記憶装置
としての本格的な使用には向かない。
内容を保持できる時間が短く、不揮発性半導体記憶装置
としての本格的な使用には向かない。
更に、FAMO3並びにMNOSはいずれも記憶内容の
書き換え回数に実質的な制限がある。従って、従来は不
揮発性半導体記憶装置の応用は極めて狭い範囲に制約さ
れていた。
書き換え回数に実質的な制限がある。従って、従来は不
揮発性半導体記憶装置の応用は極めて狭い範囲に制約さ
れていた。
そこで、本発明は、電気信号による書き換えが可能で、
書き込んだ内容を長時間に亘って保持でき、更に1.書
き換え回数に実質的な制限の無い、新規な記憶装置を提
供することにある。
書き込んだ内容を長時間に亘って保持でき、更に1.書
き換え回数に実質的な制限の無い、新規な記憶装置を提
供することにある。
問題点を解決するための手段
即ち、本発明に従い、少なくともひとつは選択的に電流
を印加することのできる複数の超電導リングからなる記
憶部と、該超電導リングに電流を印加した際に生成する
磁場内に位置して配設されたMOSFETを備えた検出
部とを備えるメモリセルによって構成され、該MO5F
ETの磁場内でのゲート電圧依存特性の変化によって、
ディジタル値の書込み、消去または保存が可能であるこ
とを特徴とする不揮発性記憶装置が提供される。
を印加することのできる複数の超電導リングからなる記
憶部と、該超電導リングに電流を印加した際に生成する
磁場内に位置して配設されたMOSFETを備えた検出
部とを備えるメモリセルによって構成され、該MO5F
ETの磁場内でのゲート電圧依存特性の変化によって、
ディジタル値の書込み、消去または保存が可能であるこ
とを特徴とする不揮発性記憶装置が提供される。
心理
本発明による不揮発性記憶装置は、MO3型のトランジ
スタと超電導リングとを組み合わせてメモリセルを構成
したことをその主要な特徴としている。
スタと超電導リングとを組み合わせてメモリセルを構成
したことをその主要な特徴としている。
即ち、一般にMO3の反転層に強磁場を印加するとエネ
ルギー固有値は完全に離散的になり、所謂ランダウ準位
を形成する。この状態では、FETの反転層の導電率の
ゲート電圧依存性が段階的に変化することが知られてい
る。即ち、同じゲート電圧を印加しても、FETに印加
された磁界の大きさによって導電率が顕著に変化する。
ルギー固有値は完全に離散的になり、所謂ランダウ準位
を形成する。この状態では、FETの反転層の導電率の
ゲート電圧依存性が段階的に変化することが知られてい
る。即ち、同じゲート電圧を印加しても、FETに印加
された磁界の大きさによって導電率が顕著に変化する。
そこで、本発明者等は、超電導材料によって作製したリ
ングに一旦電流を流すと、このリングが形成する磁界が
永久に保存されることに着目し、上述のような1トラン
ジスタ式の半導体記憶装置と超電導リングとを組み合わ
せることによって、極めて単純な構造でありながら、本
発明の目的を完全に達成できることに想到した。
ングに一旦電流を流すと、このリングが形成する磁界が
永久に保存されることに着目し、上述のような1トラン
ジスタ式の半導体記憶装置と超電導リングとを組み合わ
せることによって、極めて単純な構造でありながら、本
発明の目的を完全に達成できることに想到した。
尚、上述のような本発明による不揮発性記憶装置は、ひ
とつのFETに対して、各々任意に電流の印加あるいは
遮断が可能な超電導リングを3個以上設けることによっ
て、1つのメモリセルに1ビット以上のデータを格納す
ることも可能である。
とつのFETに対して、各々任意に電流の印加あるいは
遮断が可能な超電導リングを3個以上設けることによっ
て、1つのメモリセルに1ビット以上のデータを格納す
ることも可能である。
上述のような、本発明による記憶装置の構成は、例えば
絶縁体中へのキャリアの注入等の素子の劣化を招くよう
な動作をしないので、記憶内容の書き換え回数には事実
上制限がない。また、超電導リングを流れる電流は、積
極的にこれを阻止しない限り途絶えることがなく、この
記憶装置の記憶内容は永久に保存される。
絶縁体中へのキャリアの注入等の素子の劣化を招くよう
な動作をしないので、記憶内容の書き換え回数には事実
上制限がない。また、超電導リングを流れる電流は、積
極的にこれを阻止しない限り途絶えることがなく、この
記憶装置の記憶内容は永久に保存される。
尚、MOSの設計並びに作製技術については、周知の半
導体技術を利用することが可能であり、一方、超電導コ
イルの形成についても、使用する超電導材料に応じて、
そのパターニング技術が開発されている。5nNb03
等の金属系超電導材料を用いた場合は金属に対する一般
的な微細加工技術が適用でき、また、後述する複合酸化
物系超電導材料を利用した場合も、この酸化物の薄膜に
若干厚いレジストパターンを塗布し、これを塩酸等のエ
ッチ剤により処理することによりμmオーダーのパター
ニングが既に実現されている。
導体技術を利用することが可能であり、一方、超電導コ
イルの形成についても、使用する超電導材料に応じて、
そのパターニング技術が開発されている。5nNb03
等の金属系超電導材料を用いた場合は金属に対する一般
的な微細加工技術が適用でき、また、後述する複合酸化
物系超電導材料を利用した場合も、この酸化物の薄膜に
若干厚いレジストパターンを塗布し、これを塩酸等のエ
ッチ剤により処理することによりμmオーダーのパター
ニングが既に実現されている。
また、上述の複合酸化物系超電導材料とは、一般式 :
(αl−X βX)γ、δ2(但し、αは周期律表■
a、■a族元素から選択された1種であり、βは周期律
表[a、[la族元素でαと同じものを含む元素から選
択された元素であり、Tは周期律表Ib、nb、llI
b。
(αl−X βX)γ、δ2(但し、αは周期律表■
a、■a族元素から選択された1種であり、βは周期律
表[a、[la族元素でαと同じものを含む元素から選
択された元素であり、Tは周期律表Ib、nb、llI
b。
■a族元素から選択された少なくとも1種の元素であり
、δは0、B(III素)、C(炭素)、N、F及びS
のうちから選択された少なくとも1種であり、Xは、α
+βに対するβの原子比で、0.1≦X≦0.9であり
、y及び2は、(α、−Xβ8)を1とした場合に0.
4≦y≦3.0.1≦y≦5となる原子比である) で示す組成を有するものを一般に意味し、特に、K2N
i F 4型系の結晶構造を有し40に付近に臨界温度
を有するLa −5r−Cuの酸化物、あるいは層状ペ
ロブスカイト型の結晶構造を有し90に付近に臨界温度
を有するLa−Ba−Cu5La−5r−Cu、 Ba
−Y −CUSBa −Ha−Cu等の複合酸化物につ
いて、優れた超電導特性が確認されている。
、δは0、B(III素)、C(炭素)、N、F及びS
のうちから選択された少なくとも1種であり、Xは、α
+βに対するβの原子比で、0.1≦X≦0.9であり
、y及び2は、(α、−Xβ8)を1とした場合に0.
4≦y≦3.0.1≦y≦5となる原子比である) で示す組成を有するものを一般に意味し、特に、K2N
i F 4型系の結晶構造を有し40に付近に臨界温度
を有するLa −5r−Cuの酸化物、あるいは層状ペ
ロブスカイト型の結晶構造を有し90に付近に臨界温度
を有するLa−Ba−Cu5La−5r−Cu、 Ba
−Y −CUSBa −Ha−Cu等の複合酸化物につ
いて、優れた超電導特性が確認されている。
以下に添付の図面を参照して本発明をより具体的に詳述
するが、以下に開示するものは本発明の一実施例に過ぎ
ず、本発明の技術的範囲を何ら限定するものではない。
するが、以下に開示するものは本発明の一実施例に過ぎ
ず、本発明の技術的範囲を何ら限定するものではない。
実施例
第1図は、本発明に従って構成された不揮発性記憶装置
の構成例を、メモリセル1個の断面によって示す図であ
る。
の構成例を、メモリセル1個の断面によって示す図であ
る。
第1図に示すように、このメモリセルは、大きく分けて
MOSFETからなる検出部lと、超電導リングを含む
記憶B2とから構成されている。
MOSFETからなる検出部lと、超電導リングを含む
記憶B2とから構成されている。
FETl0は、IQ的なシリコン基板上に形成されたN
チャネル型MOSFETである。また、超電導リング2
は、基板と平行に形成された2本の超電導リング21並
びに22から形成されており、この2本の超電導リング
21.22は、その間に絶縁層23を介して形成されて
互いに独立して電流を流すことができるように構成され
ている。
チャネル型MOSFETである。また、超電導リング2
は、基板と平行に形成された2本の超電導リング21並
びに22から形成されており、この2本の超電導リング
21.22は、その間に絶縁層23を介して形成されて
互いに独立して電流を流すことができるように構成され
ている。
今、超電導リング21および/または22に所定の電流
を流すと、この電流によって基板10に垂直な磁場が形
成され、この磁場がFETIに印加されることになる。
を流すと、この電流によって基板10に垂直な磁場が形
成され、この磁場がFETIに印加されることになる。
第2図は、FETIに磁場を印加した際に、FETIの
反転層が示す導電率のゲート電圧依存性を示すグラフで
ある。
反転層が示す導電率のゲート電圧依存性を示すグラフで
ある。
第2図において、点線で示す曲線B1は、超電導リング
21にのみ電流を流した場合の特性を示している。第2
図に示すように、磁場中のFETIは、所謂ランダウ準
位を形成している。続いて、超電導リング22にも電流
を流すと、FETIに印加される磁場は増加し、従って
、FETIは、第2図に実線で示す曲線B2のような特
i生を示す。
21にのみ電流を流した場合の特性を示している。第2
図に示すように、磁場中のFETIは、所謂ランダウ準
位を形成している。続いて、超電導リング22にも電流
を流すと、FETIに印加される磁場は増加し、従って
、FETIは、第2図に実線で示す曲線B2のような特
i生を示す。
即ち、超電導リング22に電流が流れているか否かによ
って、それぞれ1″または“0″に対応する2値を保存
することができる。
って、それぞれ1″または“0″に対応する2値を保存
することができる。
発明の効果
以上詳述のように、本発明による記憶装置は、FETと
超電導リングという極めて簡単な構成でありながら、電
流の制御によってデータの書込みあるいは消去を行うこ
とができ、また、書き換えによる阻止の劣化が無いので
記憶内容の書き換え回数に制限がない。更に、−旦書き
込まれた記憶内容は、実質的に永久に保存されるので、
不揮発性記憶装置として理想的な特性を備えている。
超電導リングという極めて簡単な構成でありながら、電
流の制御によってデータの書込みあるいは消去を行うこ
とができ、また、書き換えによる阻止の劣化が無いので
記憶内容の書き換え回数に制限がない。更に、−旦書き
込まれた記憶内容は、実質的に永久に保存されるので、
不揮発性記憶装置として理想的な特性を備えている。
また、この記憶装置は、MOSFET形成技術という極
めて成熟した技術に、超電導リングの形成を付加するの
みで得ることができ、歩留り良く容易に実現することが
できる。
めて成熟した技術に、超電導リングの形成を付加するの
みで得ることができ、歩留り良く容易に実現することが
できる。
第1図は、本発明による不揮発性記憶装置の構成を、そ
のメモリセルの断面によって示す図であり、 第2図は、第1図に示したメモリセルの1ビツトデータ
の記憶動作を説明する図である。 〔主な参照番号〕 1・・・・・検出部、 2・・・・・記憶部、 10・・・・・FET。 21.22・・・超電導リング、 23・・・・・絶縁層 特許出願人 住友電気工業株式会社
のメモリセルの断面によって示す図であり、 第2図は、第1図に示したメモリセルの1ビツトデータ
の記憶動作を説明する図である。 〔主な参照番号〕 1・・・・・検出部、 2・・・・・記憶部、 10・・・・・FET。 21.22・・・超電導リング、 23・・・・・絶縁層 特許出願人 住友電気工業株式会社
Claims (6)
- (1)少なくともひとつは選択的に電流を印加すること
のできる複数の超電導リングからなる記憶部と、該超電
導リングに電流を印加した際に発生する磁場内に位置し
て配設されたMOSFETを備えた検出部とを備えるメ
モリセルによって構成され、該MOSFETの磁場内で
のゲート電圧依存特性の変化によって、ディジタル値の
書込み、消去または保存が可能であることを特徴とする
不揮発性記憶装置。 - (2)前記超電導リングが、一般式; (α_1_−_xβ_x)γ_yδ_z) (但し、αは周期律表IIa、IIIa族元素から選択され
た1種であり、βは周期律表IIa、IIIa族元素でαと
同じものを含む元素から選択された元素であり、γは周
期律表Ib、IIb、IIIb、VIIIa族元素から選択され
た少なくとも1種の元素であり、δはO、B(硼素)、
C(炭素)、N、F及びSのうちから選択された少なく
とも1種であり、xは、α+βに対するβの原子比で、
0.1≦x≦0.9であり、y及びzは、(α_1_−
_xβ_x)を1とした場合に0.4≦y≦3.0、1
≦y≦5となる原子比である) で示す組成を有する複合酸化物超電導材料により形成さ
れていることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載
の不揮発性記憶装置。 - (3)前記元素αがBaであり、前記元素βがYであり
、前記元素γがCuであり、前記δがOであることを特
徴とする特許請求の範囲第2項に記載の不揮発性記憶装
置。 - (4)前記元素αがBaであり、前記元素βがLaであ
り、前記元素γがCuであり、前記δがOであることを
特徴とする特許請求の範囲第2項に記載の不揮発性記憶
装置。 - (5)前記元素αがSrであり、前記元素βがLaであ
り、前記元素γがCuであり、前記δがOであることを
特徴とする特許請求の範囲第2項に記載の不揮発性記憶
装置。 - (6)前記元素αがBaであり、前記元素βがHoであ
り、前記元素TがCuであり、前記δがOであることを
特徴とする特許請求の範囲第2項に記載の不揮発性記憶
装置。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30494087A JPH0671099B2 (ja) | 1987-12-02 | 1987-12-02 | 不揮発性記憶装置 |
AU26456/88A AU612207B2 (en) | 1987-12-02 | 1988-12-01 | Nonvolatile memory element |
CA000584764A CA1311053C (en) | 1987-12-02 | 1988-12-01 | Nonvolatile memory element |
EP88403050A EP0319427A3 (en) | 1987-12-02 | 1988-12-02 | Nonvolatile memory element |
KR1019880016076A KR910009045B1 (ko) | 1987-12-02 | 1988-12-02 | 불휘발성 기억장치 |
US08/028,632 US5332722A (en) | 1987-12-02 | 1993-03-08 | Nonvolatile memory element composed of combined superconductor ring and MOSFET |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30494087A JPH0671099B2 (ja) | 1987-12-02 | 1987-12-02 | 不揮発性記憶装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01146377A true JPH01146377A (ja) | 1989-06-08 |
JPH0671099B2 JPH0671099B2 (ja) | 1994-09-07 |
Family
ID=17939148
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30494087A Expired - Fee Related JPH0671099B2 (ja) | 1987-12-02 | 1987-12-02 | 不揮発性記憶装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0319427A3 (ja) |
JP (1) | JPH0671099B2 (ja) |
KR (1) | KR910009045B1 (ja) |
AU (1) | AU612207B2 (ja) |
CA (1) | CA1311053C (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0260177A (ja) * | 1988-08-25 | 1990-02-28 | Sharp Corp | 超伝導トランジスタ |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4048648A (en) * | 1976-06-30 | 1977-09-13 | International Business Machines Corporation | High carrier velocity fet magnetic sensor |
JPS5768092A (en) * | 1980-10-15 | 1982-04-26 | Hitachi Ltd | Semiconductor memory device |
FR2611300B1 (fr) * | 1987-02-20 | 1989-04-21 | Labo Electronique Physique | Circuit de stockage d'informations a faible temps d'acces |
-
1987
- 1987-12-02 JP JP30494087A patent/JPH0671099B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1988
- 1988-12-01 CA CA000584764A patent/CA1311053C/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-12-01 AU AU26456/88A patent/AU612207B2/en not_active Ceased
- 1988-12-02 KR KR1019880016076A patent/KR910009045B1/ko not_active IP Right Cessation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH0260177A (ja) * | 1988-08-25 | 1990-02-28 | Sharp Corp | 超伝導トランジスタ |
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