JPH03203084A - 磁性半導体装置 - Google Patents
磁性半導体装置Info
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- JPH03203084A JPH03203084A JP1338762A JP33876289A JPH03203084A JP H03203084 A JPH03203084 A JP H03203084A JP 1338762 A JP1338762 A JP 1338762A JP 33876289 A JP33876289 A JP 33876289A JP H03203084 A JPH03203084 A JP H03203084A
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- magnetic semiconductor
- semiconductor layer
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- magnetic
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
- G11C11/02—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements
- G11C11/14—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using thin-film elements
- G11C11/15—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using thin-film elements using multiple magnetic layers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Semiconductor Memories (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]
この発明は、IOGビット/cri2という超高密度メ
モリを実現することができる磁性半導体装置に関する。
モリを実現することができる磁性半導体装置に関する。
[従来の技術及び発明が解決しようとする課8]従来、
メモリとして半導体(Si等)を利用したもの、薄膜磁
性体を利用したもの(FD、HD、MT、光ディスク、
光磁気ディスク等)がある。
メモリとして半導体(Si等)を利用したもの、薄膜磁
性体を利用したもの(FD、HD、MT、光ディスク、
光磁気ディスク等)がある。
これらのうち、前者は素子加工精度の限界から、素子当
りの占有面積は10μm2 (約10Mビット/cab
2)オーダーである。
りの占有面積は10μm2 (約10Mビット/cab
2)オーダーである。
また、後者において、光ディスク、光磁気ディスク等で
は、グループの加工の精度によりメモリの稠密度は半導
体利用のものと同程度となり、FD等はマクロな磁化の
揺らぎを用いているため、メモリの稠密度は半導体利用
のものの10乃至100倍程度である。
は、グループの加工の精度によりメモリの稠密度は半導
体利用のものと同程度となり、FD等はマクロな磁化の
揺らぎを用いているため、メモリの稠密度は半導体利用
のものの10乃至100倍程度である。
しかし、これら従来のメモリの記録密度は十分なものと
はいえず、更に高密度のメモリが望まれている。
はいえず、更に高密度のメモリが望まれている。
この発明は上記のような実情に鑑みてなされたものであ
って、現存するメモリの限界を大きく超えた超高密度メ
モリを実現することが可能な磁性半導体装置を提供する
ことを目的とする。
って、現存するメモリの限界を大きく超えた超高密度メ
モリを実現することが可能な磁性半導体装置を提供する
ことを目的とする。
[課題を解決するための手段]
この発明に係る磁性半導体装置は、有限温度に強磁性−
パラ磁性転位温度を有し、不純物濃度又は格子欠陥密度
を制御された磁性半導体層と、この磁性半導体層の電位
を一定に保つための電極と、前記磁性半導体層の表面近
傍の局所的電子濃度を制御するための微細電極とを具備
することを特徴とする。
パラ磁性転位温度を有し、不純物濃度又は格子欠陥密度
を制御された磁性半導体層と、この磁性半導体層の電位
を一定に保つための電極と、前記磁性半導体層の表面近
傍の局所的電子濃度を制御するための微細電極とを具備
することを特徴とする。
[作用コ
この発明においては、磁性半導体中の伝導電子と局在磁
気能率との間の強い相互作用(〜0. 1eV)に着目
している。すなわち、この相互作用により不純物又は格
子欠陥に束縛された伝導電子がその周りに巨大磁気能率
を発生させ、この伝導電子が安定に存在し得る。この現
象をメモリとして利用することにより、極めて高密度の
メモリを得ることができる。
気能率との間の強い相互作用(〜0. 1eV)に着目
している。すなわち、この相互作用により不純物又は格
子欠陥に束縛された伝導電子がその周りに巨大磁気能率
を発生させ、この伝導電子が安定に存在し得る。この現
象をメモリとして利用することにより、極めて高密度の
メモリを得ることができる。
[実施例]
以下、この発明について詳細に説明する。
第2図は磁性半導体において、電子の束縛中心(r−0
)からの距離「の関数としてエネルギを図示したもので
あり、この発明の原理を示すための図である。図中E−
0は伝導帯の底を意味する。
)からの距離「の関数としてエネルギを図示したもので
あり、この発明の原理を示すための図である。図中E−
0は伝導帯の底を意味する。
第2図(a)は束縛電子が存在しない場合であり、−e
2/rは束縛中心からのクーロンポテンシャルを表わ
す。
2/rは束縛中心からのクーロンポテンシャルを表わ
す。
第2図(b)は束縛電子が存在する場合を示し、ポテン
シャルとしては、上記クーロンポテンシャルに巨大磁気
能率S (r)による負のポテンシャル−1・5(r)
(ここで、■は伝導電子と局在磁気能率との相互作用で
あり、局在磁気能率とは不純物の位置に局在している磁
気能率をいう)が付加されている。
シャルとしては、上記クーロンポテンシャルに巨大磁気
能率S (r)による負のポテンシャル−1・5(r)
(ここで、■は伝導電子と局在磁気能率との相互作用で
あり、局在磁気能率とは不純物の位置に局在している磁
気能率をいう)が付加されている。
いま、第2図(a)及び(b)の状態の自由エネルギを
夫々F、、F、と表わすと、強磁性−パラ磁性転位温度
(キュリー温度Tc)の近傍でFi、<F、となること
、すなわち電子の束縛された状態がより安定になること
が知られている。
夫々F、、F、と表わすと、強磁性−パラ磁性転位温度
(キュリー温度Tc)の近傍でFi、<F、となること
、すなわち電子の束縛された状態がより安定になること
が知られている。
このとき形成された巨大磁気能率に寄与する局在磁気能
率の個数は103〜10’個であり、その広がりの大き
さは、格子間隔(散大程度)を単位として10〜20で
ある。すなわちその広がりの半径は100〜200人程
度であり、長さ1cmあたり5X105個、単位面積(
1c112)あたり2.5X10”個の局在磁気能率が
存在し得ることとなる。
率の個数は103〜10’個であり、その広がりの大き
さは、格子間隔(散大程度)を単位として10〜20で
ある。すなわちその広がりの半径は100〜200人程
度であり、長さ1cmあたり5X105個、単位面積(
1c112)あたり2.5X10”個の局在磁気能率が
存在し得ることとなる。
メモリ状態を実現するためには、所望の位置に束縛電子
を形成させ、これにより巨大磁気能率を誘起させてメモ
リとする。このメモリ状態は安定であり、上述の計算に
よりメモリの集積度として少なくともIOCビット/c
m2 (10”ビット/ctx2)を実現することがで
きる。
を形成させ、これにより巨大磁気能率を誘起させてメモ
リとする。このメモリ状態は安定であり、上述の計算に
よりメモリの集積度として少なくともIOCビット/c
m2 (10”ビット/ctx2)を実現することがで
きる。
なお、束縛電子により誘起された巨大磁気能率を消失さ
せてメモリを消去するためには、外部から負の直流電界
又はパルス状電界を印加して、束縛された電子を解放す
ればよい。
せてメモリを消去するためには、外部から負の直流電界
又はパルス状電界を印加して、束縛された電子を解放す
ればよい。
次に、このような原理を応用した具体的な素子について
第1図を参照しながら説明する。
第1図を参照しながら説明する。
第1図中、参照番号1は素子形成用基板であり、この基
板l上に電極層2、磁性半導体層3がその順に形成され
ている。電極層2は磁性半導体層3の電位を一定に保持
するものである。磁性半導体層3を構成する材料として
は、希土類カルコゲナイド、スピネル、Cd−Mn−T
eのような稀薄磁性半導体等がある。
板l上に電極層2、磁性半導体層3がその順に形成され
ている。電極層2は磁性半導体層3の電位を一定に保持
するものである。磁性半導体層3を構成する材料として
は、希土類カルコゲナイド、スピネル、Cd−Mn−T
eのような稀薄磁性半導体等がある。
磁性半導体層3の上には絶縁体層4が設けられており、
その上に上部電極層5が形成されている。
その上に上部電極層5が形成されている。
絶縁体層4の所望の位置にはテーパエツチングが施され
ており、磁性半導体層3に局所的に外部電界を印加でき
るように微細電極6が形成されている。
ており、磁性半導体層3に局所的に外部電界を印加でき
るように微細電極6が形成されている。
電源7は電極層2と電極層5とに接続されており、これ
らの間に電圧を印加するようになっている。
らの間に電圧を印加するようになっている。
このように構成された素子においては、上部電極層5を
磁性半導体層3に対し十にし、その大きさを調節するこ
とにより、電子の束縛状態を実現する位置を指定するこ
とができる。そして、これにより巨大磁気能率が誘起さ
れてメモリ状態が実現される。
磁性半導体層3に対し十にし、その大きさを調節するこ
とにより、電子の束縛状態を実現する位置を指定するこ
とができる。そして、これにより巨大磁気能率が誘起さ
れてメモリ状態が実現される。
また、上部電極層5を磁性半導体層3に対し−にするか
、又は上部電極層5にパルス状電圧を印加することによ
り、束縛電子を解放することができ、これによりメモリ
を消去することができる。
、又は上部電極層5にパルス状電圧を印加することによ
り、束縛電子を解放することができ、これによりメモリ
を消去することができる。
なお、この発明の磁性半導体装置は、上記素子の形態に
限定されることなく、上述のような原理を利用している
限り種々の変形が可能である。
限定されることなく、上述のような原理を利用している
限り種々の変形が可能である。
[発明の効果]
この発明によれば、局所的な磁化をメモリとして用いる
ことができる磁性半導体装置を提供することができる。
ことができる磁性半導体装置を提供することができる。
このため、10Gビツト/c112という超高密度を実
現することができ、種々の補助記憶装置に適用すること
ができる。
現することができ、種々の補助記憶装置に適用すること
ができる。
第1図はこの発明の実施例に係る磁性半導体装置を示す
断面図、第2図はこの発明の詳細な説明するための図で
ある。 1;基板、2.5;電極層、3;磁性半導体層、4:絶
縁体層、6;微細電極、7;電源。
断面図、第2図はこの発明の詳細な説明するための図で
ある。 1;基板、2.5;電極層、3;磁性半導体層、4:絶
縁体層、6;微細電極、7;電源。
Claims (1)
- 有限温度に強磁性−パラ磁性転位温度を有し、不純物濃
度又は格子欠陥密度を制御された磁性半導体層と、この
磁性半導体層の電位を一定に保つための電極と、前記磁
性半導体層の表面近傍の局所的電子濃度を制御するため
の微細電極とを具備することを特徴とする磁性半導体装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1338762A JPH03203084A (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | 磁性半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1338762A JPH03203084A (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | 磁性半導体装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03203084A true JPH03203084A (ja) | 1991-09-04 |
Family
ID=18321220
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1338762A Pending JPH03203084A (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | 磁性半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03203084A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5373176A (en) * | 1991-08-16 | 1994-12-13 | Rohm Co., Ltd. | Structurally matched ferroelectric device |
WO2005101420A1 (en) * | 2004-04-16 | 2005-10-27 | Matsushita Electric Industrial Co. Ltd. | Thin film memory device having a variable resistance |
-
1989
- 1989-12-28 JP JP1338762A patent/JPH03203084A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5373176A (en) * | 1991-08-16 | 1994-12-13 | Rohm Co., Ltd. | Structurally matched ferroelectric device |
WO2005101420A1 (en) * | 2004-04-16 | 2005-10-27 | Matsushita Electric Industrial Co. Ltd. | Thin film memory device having a variable resistance |
US8263961B2 (en) | 2004-04-16 | 2012-09-11 | Panasonic Corporation | Thin film memory device having a variable resistance |
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