【技术实现步骤摘要】
本公开的实施例涉及一种数据处理装置、电子装置和数据处理装置的制备方法。
技术介绍
1、忆阻器存算一体系统可有效执行神经网络中的矩阵-向量乘法，但输入输出数据需缓存，其搬运效率成为性能瓶颈。缓存带宽受限于二维集成架构下的总线互连，因此一次运算时间内传输效率较低，导致并行计算能力受限，即使通过多级总线优化，仍受二维连接低效制约。此外，传统忆阻器芯片基于模拟阻变特性，虽有多电阻状态可用于模拟计算，但受制于非理想特性(如电导漂移、随机性大或擦写次数有限等)的影响，难以实现高精度计算。
技术实现思路
1、本公开至少一个实施例提供一种数据处理装置，包括：逻辑处理层、存内计算层和存储阵列层，其中，所述逻辑处理层、所述存内计算层和所述存储阵列层至少部分层叠；所述逻辑处理层被配置为进行逻辑运算和/或控制处理；所述存内计算层被配置为对接收的数据进行神经网络运算，所述存储阵列层被配置为存储用于所述存内计算层的数据；所述存储阵列层包括存储阵列，所述存储阵列包括排列为多行多列的多个存储单元，所述多个存储单元每个包括晶体管以及与所述晶体管电连接的磁随机存储器件。
2、例如，在本公开一实施例提供的数据处理装置中，所述磁随机存储器件包括依次层叠设置的第一电极层、自由层、势垒层、钉扎层和第二电极层。
3、例如，在本公开一实施例提供的数据处理装置中，所述自由层包括依次层叠的反铁磁层和铁磁层。
4、例如，在本公开一实施例提供的数据处理装置中，所述存内计算层包括至少一个存内计算阵列，所
5、例如，在本公开一实施例提供的数据处理装置中，所述晶体管包括碳纳米管晶体管、铟基氧化物晶体管或低温多晶硅晶体管中的至少一种。
6、例如，在本公开一实施例提供的数据处理装置中，所述磁随机存储器件包括自旋转移力矩磁随机存储器件或自旋轨道矩磁随机存储器件。
7、本公开至少一个实施例提供一种电子装置，包括本公开任一实施例提供的数据处理装置。
8、本公开至少一个实施例提供一种数据处理装置的制备方法，包括：采用半导体制备工艺制备存内计算层和制备与所述存内计算层至少部分层叠设置的存储阵列层，其中，所述存内计算层被配置为对接收的数据进行神经网络运算，所述存储阵列层被配置为存储用于所述存内计算层的数据；所述存储阵列层被配置为存储用于所述存内计算层的数据，所述存储阵列层包括存储阵列，所述存储阵列包括排列为多行多列的多个存储单元，所述多个存储单元每个包括晶体管以及与所述晶体管电连接的磁随机存储器件。
9、例如，在本公开一实施例提供的制备方法中，所述制备磁随机存储器件包括：制备掩膜以定义出所述磁随机存储器件的图形区域，其中，所述掩膜包括光刻胶掩膜或硬掩膜；使用所述掩模制备磁性隧道结。
10、例如，在本公开一实施例提供的制备方法中，所述制备掩膜以定义出所述磁随机存储器件的图形区域，包括：采用双层胶工艺定义出所述磁性隧道结区域的图形。
11、例如，在本公开一实施例提供的制备方法中，所述使用所述掩模制备磁性隧道结，包括：通过干法刻蚀工艺，对所述磁随机存储器件的图形区域之外的其他区域进行刻蚀，以保留所述磁随机存储器件的图形区域。
12、例如，在本公开一实施例提供的制备方法中，所述存内计算层包括至少一个存内计算阵列，所述存内计算阵列每个包括至少一个忆阻器阵列，所述忆阻器阵列包括排列为多行多列的多个忆阻器；所述制备磁随机存储器件，还包括：选择所述忆阻器表面的均方根粗糙度小于1nm或0.2nm的区域布置磁性隧道结，并将所述磁性隧道结与所述忆阻器错开位置放置。
13、例如，本公开一实施例提供的制备方法，还包括：提供硅衬底；在所述硅衬底上采用半导体制备工艺制备逻辑处理层，其中，所述逻辑处理层被配置为进行逻辑运算和/或控制处理，所述存内计算层形成在所述逻辑处理层远离硅衬底的一侧，所述存储阵列层形成在所述存内计算层远离硅衬底的一侧。
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1.一种数据处理装置，包括：逻辑处理层、存内计算层和存储阵列层，
2.根据权利要求1所述的数据处理装置，其中，所述磁随机存储器件包括依次层叠设置的第一电极层、自由层、势垒层、钉扎层和第二电极层。
3.根据权利要求2所述的数据处理装置，其中，所述自由层包括依次层叠的反铁磁层和铁磁层。
4.根据权利要求1-3任一所述的数据处理装置，其中，所述存内计算层包括至少一个存内计算阵列，所述存内计算阵列每个包括至少一个忆阻器阵列，所述忆阻器阵列包括排列为多行多列的多个忆阻器；
5.根据权利要求1-3任一所述的数据处理装置，其中，所述晶体管包括碳纳米管晶体管、铟基氧化物晶体管或低温多晶硅晶体管中的至少一种。
6.根据权利要求1-3任一所述的数据处理装置，其中，所述磁随机存储器件包括自旋转移力矩磁随机存储器件或自旋轨道矩磁随机存储器件。
7.一种电子装置，包括如权利要求1-6任一所述的数据处理装置。
8.一种数据处理装置的制备方法，包括：
9.根据权利要求8所述的制备方法，其中，所述制备磁随机存储器件包
10.根据权利要求9所述的制备方法，其中，所述制备掩膜以定义出所述磁随机存储器件的图形区域，包括：
11.根据权利要求9所述的制备方法，其中，所述使用所述掩模制备磁性隧道结，包括：
12.根据权利要求8所述的制备方法，其中，所述存内计算层包括至少一个存内计算阵列，所述存内计算阵列每个包括至少一个忆阻器阵列，所述忆阻器阵列包括排列为多行多列的多个忆阻器；
13.根据权利要求8所述的制备方法，还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种数据处理装置，包括：逻辑处理层、存内计算层和存储阵列层，
2.根据权利要求1所述的数据处理装置，其中，所述磁随机存储器件包括依次层叠设置的第一电极层、自由层、势垒层、钉扎层和第二电极层。
3.根据权利要求2所述的数据处理装置，其中，所述自由层包括依次层叠的反铁磁层和铁磁层。
4.根据权利要求1-3任一所述的数据处理装置，其中，所述存内计算层包括至少一个存内计算阵列，所述存内计算阵列每个包括至少一个忆阻器阵列，所述忆阻器阵列包括排列为多行多列的多个忆阻器；
5.根据权利要求1-3任一所述的数据处理装置，其中，所述晶体管包括碳纳米管晶体管、铟基氧化物晶体管或低温多晶硅晶体管中的至少一种。
6.根据权利要求1-3任一所述的数据处理装置，其中，所述磁随机存...
【专利技术属性】
技术研发人员：王钰言，原剑，李怡均，唐建石，高滨，钱鹤，吴华强，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：
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