神经形态器件制造技术

该神经形态器件具备第一元件组和第二元件组，所述第一元件组和所述第二元件组分别包含多个磁畴壁移动元件，所述多个磁畴壁移动元件分别具备磁畴壁移动层、铁磁性层、以及夹持于所述磁畴壁移动层和所述铁磁性层之间的非磁性层，属于所述第一元件组的各个所述磁畴壁移动元件的所述磁畴壁移动层的长边方向上的长度比属于所述第二元件组的各个所述磁畴壁移动元件的所述磁畴壁移动层的长边方向上的长度短，就输入了规定的脉冲时的电阻变化率而言，属于所述第一元件组的各个所述磁畴壁移动元件一方比属于所述第二元件组的各个所述磁畴壁移动元件大。畴壁移动元件大。畴壁移动元件大。

【技术实现步骤摘要】
神经形态器件


[0001]本专利技术涉及一种神经形态器件。
[0002]本申请基于2020年10月23日申请的PCT/JP2020/039957主张优先权，并在此引用其内容。

技术介绍

[0003]已知一种利用基于两个铁磁性层的磁化的相对角变化的电阻值变化(磁阻变化)的磁阻效应元件。在磁阻效应元件中，写入数据时的电流路径和读出数据时的电流路径有时不同。这样的磁阻效应元件为了分别控制不同的电流路径的电流，连接三个开关元件。由三个开关元件控制的磁阻效应元件被称为三端子型磁阻效应元件。
[0004]例如，专利文献1所记载的磁畴壁移动型的磁阻效应元件为三端子型磁阻效应元件的一例。
[0005]近年来，正在推进人工模仿人脑中的神经元和突触的关系的神经形态器件的研究。
[0006]例如，专利文献2所记载的磁神经元件为利用磁畴壁移动型磁阻效应元件的神经形态器件的一例。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1：专利第5441005号公报
[0010]专利文献2：专利第6617829号公报

技术实现思路

[0011]专利技术所要解决的问题
[0012]磁阻效应元件等电阻变化元件多被集成使用。从提高存储容量的观点来看，集成了电阻变化元件的器件需要提高度集成性。作为提高电阻变化元件的集成性的方法，探讨减小电阻变化元件的方法。
[0013]然而，如果仅是减小电阻变化元件，则神经形态器件的识别率降低。
[0014]本专利技术鉴于上述问题而提出，其目的在于提供一种电阻变化元件的集成性高且识别率提高的神经形态器件。
[0015]用于解决问题的技术方案
[0016](1)第一方案提供一种神经形态器件，其具备第一元件组和第二元件组，所述第一元件组和所述第二元件组分别包含多个磁畴壁移动元件，所述多个磁畴壁移动元件分别具备磁畴壁移动层、铁磁性层、以及夹持于所述磁畴壁移动层和所述铁磁性层之间的非磁性层，属于所述第一元件组的各个所述磁畴壁移动元件的所述磁畴壁移动层的长边方向上的长度比属于所述第二元件组的各个所述磁畴壁移动元件的所述磁畴壁移动层的长边方向上的长度短，就输入了规定的大小的脉冲时的电阻变化率而言，属于所述第一元件组的各
个所述磁畴壁移动元件一方比属于所述第二元件组的各个所述磁畴壁移动元件大。
[0017](2)在上述方案的神经形态器件中，也可以是，所述第一元件组和所述第二元件组处于层叠结构体内，所述层叠结构体层叠于基板上。
[0018](3)在上述方案的神经形态器件所具有的所述层叠结构体中，也可以是，所述第二元件组处于比所述第一元件组远离所述基板的位置。
[0019](4)在上述方案的神经形态器件中，也可以是，属于所述第一元件组的磁畴壁移动元件的数量比属于所述第二元件组的磁畴壁移动元件的数量多。
[0020](5)在上述方案的神经形态器件中，也可以是，就使所述磁畴壁移动元件的磁畴壁移动所需的临界电流密度而言，属于所述第二元件组的各个所述磁畴壁移动元件一方比属于所述第一元件组的各个所述磁畴壁移动元件小。
[0021](6)从上述方案的神经形态器件所具有的所述磁畴壁移动元件的层叠方向俯视时，所述第一元件组的任一个所述磁畴壁移动元件和所述第二元件组的任一个所述磁畴壁移动元件至少一部分重叠。
[0022](7)在属于上述方案的神经形态器件的所述第二元件组的任一个所述磁畴壁移动元件的长边方向上，也可以是，所述第一元件组中的任一个所述磁畴壁移动元件的两端处于所述第二元件组中的任一个所述磁畴壁移动元件的两端的内侧。
[0023](8)从上述方案的神经形态器件的所述磁畴壁移动元件的层叠方向俯视时，也可以是，所述第一元件组的所述磁畴壁移动元件和所述第二元件组的所述磁畴壁移动元件未重叠。
[0024](9)就上述方案的神经形态器件而言，也可以是，属于所述第二元件组的所述磁畴壁移动元件的下表面的表面粗糙度比属于所述第一元件组的所述磁畴壁移动元件的下表面的表面粗糙度大。
[0025](10)就上述方案的神经形态器件而言，也可以是，还具备将所述第一元件组的任一个所述磁畴壁移动元件和所述第二元件组的任一个所述磁畴壁移动元件相连的连接配线。
[0026](11)在上述方案的神经形态器件中，也可以是，所述第一元件组进行第一积和运算，所述第二元件组进行第二积和运算，将来自属于所述第一元件组的多个磁畴壁移动元件的输出的合计向属于所述第二元件组的所述磁畴壁移动元件输入。
[0027](12)在上述方案的神经形态器件中，也可以是，向属于所述第二元件组的所述磁畴壁移动元件输入的写入脉冲的脉冲长度与向属于所述第一元件组的所述磁畴壁移动元件输入的写入脉冲的脉冲长度不同。
[0028](13)在上述方案的神经形态器件中，也可以是，向属于所述第二元件组的所述磁畴壁移动元件输入的写入脉冲的脉冲振幅与向属于所述第一元件组的所述磁畴壁移动元件输入的写入脉冲的脉冲振幅不同。
[0029](14)在上述方案的神经形态器件中，也可以是，所述第一元件组及所述第二元件组分别负责神经网络中的不同层之间的运算。
[0030](15)在上述方案的神经形态器件中，也可以是，所述第一元件组与所述第二元件组相比，负责神经网络的输入层侧的运算。
[0031]专利技术效果
[0032]就上述方案的神经形态器件而言，电阻变化元件的集成性高，且识别率优异。
附图说明
[0033]图1是第一实施方式的集成装置的映像图。
[0034]图2是神经网络的示意图。
[0035]图3是用于第一实施方式的神经形态器件的集成装置的电路图。
[0036]图4是用于第一实施方式的神经形态器件的集成装置的特征部分的剖视图。
[0037]图5是用于第一实施方式的神经形态器件的集成装置的特征部分的俯视图。
[0038]图6是将用于第一实施方式的神经形态器件的集成装置的两个磁畴壁移动元件的附近放大的俯视图。
[0039]图7是用于第一实施方式的神经形态器件的集成装置的特征部分的立体图。
[0040]图8是用于第一实施方式的神经形态器件的集成装置的、属于第一元件组的磁畴壁移动元件及属于第二元件组的磁畴壁移动元件的剖视图。
[0041]图9是表示电阻值相对于施加到磁畴壁移动元件的脉冲数的变化的情况的映像图。
[0042]图10是用于第二实施方式的神经形态器件的集成装置的特征部分的俯视图。
[0043]图11是将用于第二实施方式的神经形态器件的集成装置的两个磁畴壁移动元件的附近放大的俯视图。
[0044]图12是用于第二实施方式的神经形态器件的集成装置的、属于第一元件组的磁畴壁移动元件及属于第二元件组的磁畴壁移动元件的剖视图。
[0045]图13是用于第三实施方式的神经形态器件的集成装置的特征部分的俯视图。
[0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种神经形态器件，其具备第一元件组和第二元件组，所述第一元件组和所述第二元件组分别包含多个磁畴壁移动元件，所述多个磁畴壁移动元件分别具备磁畴壁移动层、铁磁性层、以及夹持于所述磁畴壁移动层和所述铁磁性层之间的非磁性层，属于所述第一元件组的各个所述磁畴壁移动元件的所述磁畴壁移动层的长边方向上的长度比属于所述第二元件组的各个所述磁畴壁移动元件的所述磁畴壁移动层的长边方向上的长度短，就输入了规定的脉冲时的电阻变化率而言，属于所述第一元件组的各个所述磁畴壁移动元件一方比属于所述第二元件组的各个所述磁畴壁移动元件大。2.根据权利要求1所述的神经形态器件，其中，所述第一元件组和所述第二元件组处于层叠结构体内，所述层叠结构体层叠于基板上。3.根据权利要求2所述的神经形态器件，其中，在所述层叠结构体上，所述第二元件组处于比所述第一元件组远离所述基板的位置。4.根据权利要求1～3中任一项所述的神经形态器件，其中，属于所述第一元件组的所述磁畴壁移动元件的数量比属于所述第二元件组的所述磁畴壁移动元件的数量多。5.根据权利要求1～4中任一项所述的神经形态器件，其中，就使所述磁畴壁移动元件的磁畴壁移动所需的临界电流密度而言，属于所述第二元件组的各个所述磁畴壁移动元件一方比属于所述第一元件组的各个所述磁畴壁移动元件小。6.根据权利要求1～5中任一项所述的神经形态器件，其中，从所述磁畴壁移动元件的层叠方向俯视时，所述第一元件组的任一个所述磁畴壁移动元件和所述第二元件组的任一个所述磁畴壁移动元件至少一部分重叠。7.根据权利要求1～6中任一项所述的神经形态器件，其中，在属于所述第二元件组的任一个所述磁畴壁移动元件的长边方向上，所述第一元件组中的任一个所述磁畴壁移动元件的两端处于...

【专利技术属性】
技术研发人员：山田章悟，柴田龙雄，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：