[发明专利]非挥发CMOS兼容逻辑电路与相关操作方法

说明书

技术领域

本申请案的实施例是关于进行逻辑运算的组件，特别是关于进行使用铁磁组件的逻辑运算的电路及其操作与制造的相关方法。

背景技术

晶体管例如金属氧化物半导体场效晶体管(MOSFETs)是大部分电子装置的核心建构块。例如，可使用许多晶体管，实施逻辑栅极，例如NAND栅极、NOR栅极与类似物，进行所需要的逻辑运算。然而，习知晶体管为基础的逻辑栅极是挥发性的，需要使用其它的内存组件或是需要连续供电的晶体管来维持逻辑运算的输出。

发明概述

本申请案提供设备用于逻辑电路。所述逻辑电路包含具有第一铁磁层的第一铁磁组件、具有第二铁磁层的第二铁磁组件，以及耦合至所述第一铁磁组件的晶体管。第一晶体管用以使得电流流经所述第一铁磁组件。所述电流影响所述第一铁磁层的磁化作用方向，而后影响所述第二铁磁层的磁化作用方向。

在另一实施例中，提供用于操作逻辑电路的方法，所述逻辑电路包含输入铁磁组件与输出铁磁组件。所述方法的开始是启动耦合至输入铁磁组件的输入电极，使得输入电流流经所述输入铁磁组件。所述输入电流影响输入铁磁组件的磁化作用方向，而后影响输出铁磁组件的磁化作用方向。启动耦合至所述输出铁磁组件的输出晶体管来继续所述方法，使得输出电流流经所述输出铁磁组件，其中所述输出铁磁组件的磁化作用方向，影响所述输出电流的强度。接着，所述方法藉由响应所述输出电流，决定所述输出铁磁组件的磁化作用方向，以及基于所述输出铁磁组件的的磁化作用方向，决定所述逻辑电路的数字输出值。

在另一实施例中，本申请案提供制造逻辑电路的方法。所述方法的步骤包括形成具有第一铁磁层的第一铁磁组件，形成具有第二铁磁层的第二铁磁组件，以及形成耦合至所述第一铁磁组件的晶体管。所述晶体管是用于使得电流流经所述第一铁磁组件。所述电流影响所述第一铁磁层的磁化作用方向，其中所述第二铁磁组件的配置与所述第一铁磁组件有关，因而所述第一铁磁层的磁化作用方向影响所述第二铁磁层的磁化作用方向。

此发明概述介绍简化的概念选择，以下的详细说明则是提供更详细的描述。此发明概述并非用于确认权利要求目标物的关键特征或主要特征，也不是用于决定主张目标物的范围。

附图说明

参阅详细说明与权利要求以及附随的图式，可更加完整了解目标物，图式中相同的组件符号是指相同的组件。

图1是电子系统实施例的概示图。

图2是用于图1电子系统的控制程序实施例的流程图。

图3是根据一或多实施例，用于图1电子系统与/或图2的控制程序的逻辑电路实施例的概示图。

图4描述表400，根据一或多实施例，说明对于图3逻辑电路，数字输入值的可能组合，以及对于输入铁磁组件自由层的对应磁化作用方向与对于输出铁磁组件自由层的所得磁化作用方向。

图5是横切面图，说明用于图1电子系统的逻辑电路结构，以及实施例中用于制造所述逻辑电路结构的相关方法。

具体实施方式

以下的详细描述只是用于说明，而非用于限制申请目标或申请案的实施例以及所述实施例的使用。如本申请案所述，“例如”一词是指“作为范例、举例或说明”。本申请案所述的任何实施不需要解释为较佳的或是比其它实施更为有利的。再者，本申请案未结合前述技术领域、发明背景、发明概述或以下详细说明中任何表达或暗示的理论。

本申请描述的技术可用于进行使用铁磁组件的逻辑运算。如以下详细说明的描述内容，一或多个输入铁磁组件的配置与铁磁组件的输出有关，输入铁磁组件的磁化作用状态影响输出铁磁组件的磁化作用状态。每一个输入铁磁组件耦合至晶体管，其操作使得输入电流流经个别的铁磁组件，铁磁状态的铁磁组件对应于逻辑运算的特定数据输入值，其中输出铁磁组件的所得磁化作用状态指示逻辑运算的数字输出值。耦合至输出铁磁组件的晶体管操作使得电流流经输出铁磁组件，其中电流强度受到输出铁磁组件的磁化作用状态影响，并且因而指示逻辑运算的数字输出值。铁磁组件在无电能(或电流)存在下维持其磁化作用状态，因而本申请所描述的铁磁逻辑电路是非挥发的，且可维持逻辑运算的数字输出值而不消耗电能。