JPH0671099B2 - 不揮発性記憶装置 - Google Patents
不揮発性記憶装置Info
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- JPH0671099B2 JPH0671099B2 JP30494087A JP30494087A JPH0671099B2 JP H0671099 B2 JPH0671099 B2 JP H0671099B2 JP 30494087 A JP30494087 A JP 30494087A JP 30494087 A JP30494087 A JP 30494087A JP H0671099 B2 JPH0671099 B2 JP H0671099B2
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-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
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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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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。
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。
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、FAMOS
（floating−gate avalanche injection MOS）やMNOS
（Metal−Nitride Oxide Semi−conductor）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、FAMOS
（floating−gate avalanche injection MOS）やMNOS
（Metal−Nitride Oxide Semi−conductor）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、FAMOS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。
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、MNOS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。
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、FAMOS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。
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、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、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が提供される。
作 用 本発明による不揮発性記憶装置は、MOS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。
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MOS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。
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持される。
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持される。
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。SnNbO3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。
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。SnNbO3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：（α１−Ｘβｘ）γｙδｚ （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は（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、（α１−Ｘβｘ）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、K2NiF4
型系の結晶構造を有し40K付近に臨界温度を有するLa−S
r−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90K付近に臨界温度を有するLa−Ba−Cu、La
−Sr−Cu、Ba−Ｙ−Cu、Ba−Ho−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。
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は（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、（α１−Ｘβｘ）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、K2NiF4
型系の結晶構造を有し40K付近に臨界温度を有するLa−S
r−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90K付近に臨界温度を有するLa−Ba−Cu、La
−Sr−Cu、Ba−Ｙ−Cu、Ba−Ho−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１と、超電導リングを含む記憶部
２とから構成されている。
MOSFETからなる検出部１と、超電導リングを含む記憶部
２とから構成されている。
FET10は、一般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。
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FET1に印加されることになる。
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FET1に印加されることになる。
第２図は、FET1に磁場を印加した際に、FET1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。
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FET1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、
FET1に印加される磁場は増加し、従って、FET1は、第２
図に実線で示す曲線B2のような特性を示す。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。
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FET1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、
FET1に印加される磁場は増加し、従って、FET1は、第２
図に実線で示す曲線B2のような特性を示す。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。
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、一旦書き込
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。
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、一旦書き込
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。
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ビットデータ
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
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ビットデータ
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
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 27/112 29/788 29/792
Claims (6)
- 【請求項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。 - 【請求項２】前記超電導リングが、一般式； （α１−Ｘβｘ）γｙδｚ （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、（α１−Ｘβｘ）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。 - 【請求項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。 - 【請求項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。 - 【請求項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。 - 【請求項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。
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 |
| KR1019880016076A KR910009045B1 (ko) | 1987-12-02 | 1988-12-02 | 불휘발성 기억장치 |
| EP88403050A EP0319427A3 (en) | 1987-12-02 | 1988-12-02 | Nonvolatile memory element |
| 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 JPH01146377A (ja) | 1989-06-08 |
| JPH0671099B2 true 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) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0724314B2 (ja) * | 1988-08-25 | 1995-03-15 | シャープ株式会社 | 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 AU AU26456/88A patent/AU612207B2/en not_active Ceased
- 1988-12-01 CA CA000584764A patent/CA1311053C/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-12-02 KR KR1019880016076A patent/KR910009045B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1988-12-02 EP EP88403050A patent/EP0319427A3/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU2645688A (en) | 1989-06-08 |
| EP0319427A2 (en) | 1989-06-07 |
| EP0319427A3 (en) | 1990-05-09 |
| AU612207B2 (en) | 1991-07-04 |
| CA1311053C (en) | 1992-12-01 |
| KR890011123A (ko) | 1989-08-12 |
| JPH01146377A (ja) | 1989-06-08 |
| KR910009045B1 (ko) | 1991-10-28 |
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