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제1 전극;상기 제1 전극 상에 배치되고, 절연층 및 제어층이 접합된 구조를 사이에 두고 자유 자성층 및 고정 자성층이 배치된 자기터널접합(MTJ: magnetic Tunnel Junction)을 포함하는 셀; 및상기 자유 자성층 및 고정 자성층 사이에 전압을 인가하는 제어 전압 게이트;를 포함하고,상기 제어층은 상기 제어 전압 게이트에 인가되는 전압에 의해 상기 자유 자성층 및 절연층 계면의 전기 레벨을 제어하고, 상기 제어층이 상기 전기 레벨을 제어함에 따라 상기 셀의 임계전류값이 제어되는 스핀 오핏 토크(SOT: Spin Orbit Torque) 효과 기반의 반도체 소자
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제1 위치 및 제2 위치를 포함하는 제1 전극에 전류를 인가하는 제1 입력터미널 ;상기 제1 전극의 제1 위치 및 제2 위치 사이에 배치되고, 절연층 및 제어층이 접합된 구조를 사이에 두고 자유 자성층 및 고정 자성층이 배치된 자기터널접합(MTJ: magnetic Tunnel Junction)을 포함하는 제1 셀 및 제2 셀; 상기 제1 입력터미널 및 제1 셀을 통과한 전류에 의해 생성된 값, 및 상기 제1 입력터미널 및 제2 셀을 통과한 전류에 의해 생성된 값을 합산한 출력값이 출력되는 출력터미널; 및상기 제1 셀 및 제2 셀의 상기 자유 자성층 및 고정 자성층 사이에 전압을 인가하는 제2 입력터미널;을 포함하고, 상기 제1 입력터미널 및 제2 입력터미널에 입력되는 입력값의 레벨에 따라 상기 출력터미널에서 출력되는 출력값이 디지털 O 또는 디지털 1로 구분되는 스핀 오핏 토크(SOT: Spin Orbit Torque) 효과 기반의 로직 반도체 소자
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제2항에 있어서,상기 제2 입력터미널에 인가되는 전압에 의해 제1 셀의 제어층이 제어하는 상기 자유 자성층 및 절연층 계면의 전기 레벨 및 상기 제2 셀의 제어층이 제어하는 상기 자유 자성층 및 절연층 계면의 전기 레벨이 상이하고, 상기 각각의 제어층에 의해 상이하게 제어된 전기 레벨에 의해 상기 제1 셀 및 제2 셀의 임계전류값이 상이하게 제어되고,상기 제1 셀 및 제2 셀의 각각의 자유 자성층의 자화방향에 따라 상기 출력터미널에서 출력되는 출력값 레벨이 제어되는 스핀 오핏 토크(SOT: Spin Orbit Torque) 효과 기반의 로직 반도체 소자
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제2항에 있어서,상기 제1 입력터미널에 전류가 인가되고 상기 제2 입력터미널에 전압이 인가됨에 따라 상기 출력터미널에 아래의 출력값 레벨이 출력되는 스핀 오핏 토크(SOT: Spin Orbit Torque) 효과 기반의 로직 반도체 소자:(a) 제1 셀 및 제2 셀의 자유 자성층의 자화방향이 제1 방향인 경우 제1 레벨을 출력,(b) 제1 셀의 자유 자성층의 자화방향이 제1 방향이고, 제2 셀의 자유 자성층의 자화방향이 제2 방향인 경우 제2 레벨을 출력, (c) 제1 셀의 자유 자성층의 자화방향이 제2 방향이고, 제2 셀의 자유 자성층의 자화방향이 제1 방향인 경우 제2 레벨을 출력, 및(d) 제1 셀 및 제2 셀의 자유 자성층의 자화방향이 제2 방향인 경우 제3 레벨을 출력
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제1 위치 및 제2 위치를 포함하는 제1 전극에 전류를 인가하는 입력 회로;상기 제1 전극의 제1 위치 및 제2 위치 사이에 배치되고, 절연층 및 제어층이 접합된 구조를 사이에 두고 자유 자성층 및 고정 자성층이 배치된 자기터널접합(MTJ: magnetic Tunnel Junction)을 포함하는 제1 셀 및 제2 셀; 및상기 제1 셀의 자유 자성층 및 고정 자성층 사이에 전압을 인가하는 제1 입력터미널;상기 제2 셀의 자유 자성층 및 고정 자성층 사이에 전압을 인가하는 제2 입력터미널; 및상기 제1 전극 및 제1 셀을 통과한 전류에 의해 생성된 값, 및 상기 제1 전극 및 제2 셀을 통과한 전류에 의해 생성된 값을 합산한 출력값이 출력되는 출력터미널;을 포함하고,상기 입력 회로가 상기 제1 전극에 전류를 인가하는 경우, 상기 제1 입력터미널 및 제2 입력터미널에 입력되는 입력값의 레벨에 따라 상기 출력터미널에서 출력되는 출력값이 디지털 O 또는 디지털 1로 구분되는 스핀 오핏 토크(SOT: Spin Orbit Torque) 효과 기반의 로직 반도체 소자
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제5항에 있어서,상기 제1 입력터미널 및 제2 입력터미널에 인가되는 전압에 의해 상기 제1 셀 및 제2 셀의 제어층이 제어하는 상기 자유 자성층 및 절연층 계면의 전기 레벨이 제어되고, 상기 제어층에 의해 제어된 전기 레벨에 의해 상기 제1 셀 및 제2 셀의 임계전류값이 제어되는 스핀 오핏 토크(SOT: Spin Orbit Torque) 효과 기반의 로직 반도체 소자
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7
제5항에 있어서,상기 제1 셀 및 제2 셀의 자유 자성층의 자화방향이 제1 방향이고, 상기 입력 회로가 전류를 인가하고 상기 제1 입력터미널 및 제2 입력터미널에 전압이 인가됨에 따라 상기 출력터미널에 아래의 출력값 레벨이 출력함으로써 AND 또는 OR 게이트로 작동하는 스핀 오핏 토크(SOT: Spin Orbit Torque) 효과 기반의 로직 반도체 소자:(a) 상기 제1 입력터미널 및 제2 입력터미널에 인가되는 전압이 제1 레벨인 경우 상기 제1 셀 및 제2 셀의 자유 자성층의 자화방향이 제1 방향으로 유지되고, 상기 출력단에 제1 레벨의 출력값을 출력,(b) 상기 제1 입력터미널에 인가되는 전압이 제1 레벨이고 제2 입력터미널에 인가되는 전압이 제2 레벨인 경우, 상기 제1 셀의 자유 자성층의 자화방향이 제1 방향으로 유지되고 상기 제2 셀의 자유 자성층의 자화방향이 제2 방향으로 변경되고, 상기 출력단에 제2 레벨의 출력값을 출력, (c) 상기 제1 입력터미널에 인가되는 전압이 제2 레벨이고 제2 입력터미널에 인가되는 전압이 제1 레벨인 경우, 상기 제1 셀의 자유 자성층의 자화방향이 제2 방향으로 변경되고 상기 제2 셀의 자유 자성층의 자화방향이 제1 방향으로 유지되고, 상기 출력단에 제2 레벨의 출력값을 출력, 및(d) 상기 제1 입력터미널 및 제2 입력터미널에 인가되는 전압이 제2 레벨인 경우 상기 제1 셀 및 제2 셀의 자유 자성층의 자화방향이 제2 방향으로 변경되고, 상기 출력단에 제3 레벨의 출력값을 출력
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8
제5항에 있어서,상기 제1 셀 및 제2 셀의 자유 자성층의 자화방향이 제2 방향이고, 상기 입력 회로가 전류를 인가하고 상기 제1 입력터미널 및 제2 입력터미널에 전압이 인가됨에 따라 상기 출력터미널에 아래의 출력값 레벨이 출력되는 NAND 또는 NOR 게이트로 작동하는 스핀 오핏 토크(SOT: Spin Orbit Torque) 효과 기반의 로직 반도체 소자:(a) 상기 제1 입력터미널 및 제2 입력터미널에 인가되는 전압이 제1 레벨인 경우 상기 제1 셀 및 제2 셀의 자유 자성층의 자화방향이 제1 방향으로 변경되고, 상기 출력단에 제1 레벨의 출력값을 출력,(b) 상기 제1 입력터미널에 인가되는 전압이 제1 레벨이고 제2 입력터미널에 인가되는 전압이 제2 레벨인 경우, 상기 제1 셀의 자유 자성층의 자화방향이 제1 방향으로 변경되고 상기 제2 셀의 자유 자성층의 자화방향이 제2 방향으로 유지되고, 상기 출력단에 제2 레벨의 출력값을 출력, (c) 상기 제1 입력터미널에 인가되는 전압이 제2 레벨이고 제2 입력터미널에 인가되는 전압이 제1 레벨인 경우, 상기 제1 셀의 자유 자성층의 자화방향이 제2 방향으로 유지되고 상기 제2 셀의 자유 자성층의 자화방향이 제1 방향으로 변경되고, 상기 출력단에 제2 레벨의 출력값을 출력, 및(d) 상기 제1 입력터미널 및 제2 입력터미널에 인가되는 전압이 제2 레벨인 경우 상기 제1 셀 및 제2 셀의 자유 자성층의 자화방향이 제2 방향으로 유지되고, 상기 출력단에 제3 레벨의 출력값을 출력
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제1 위치 및 제2 위치를 포함하는 제1 전극에 전류를 인가하는 제1 입력터미널;상기 제1 전극의 제1 위치 및 제2 위치 사이에 배치되고, 상기 제1 전극 상에 배치된 자유 자성층, 상기 자유 자성층 상에 배치된 절연층, 상기 절연층 상에 배치된 제어층, 및 상기 제어층 상에 배치된 고정 자성층을 포함하는 자기터널접합(MTJ: magnetic Tunnel Junction)을 포함하는 셀; 상기 셀의 자유 자성층 및 고정 자성층 사이에 전압을 인가하는 제2 입력터미널; 및상기 제1 전극 및 셀을 통과한 전류에 의해 생성된 값이 출력되는 출력터미널;을 포함하고, 제1 입력터미널 및 제2 입력터미널에 입력되는 입력값의 레벨에 따라 상기 출력터미널에서 출력되는 출력값이 디지털 O 또는 디지털 1로 구분되는 스핀 오핏 토크(SOT: Spin Orbit Torque) 효과 기반의 로직 반도체 소자
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제9항에 있어서,상기 제1 입력터미널 및 제2 입력터미널에 인가되는 입력에 따라 상기 출력터미널에 아래의 출력값 레벨이 출력됨에 따라 OR 게이트로 작동하는 스핀 오핏 토크(SOT: Spin Orbit Torque) 효과 기반의 로직 반도체 소자:(a) 상기 제1 입력터미널에 제1 레벨의 전류가 인가되고 상기 제2 입력터미널에 제1 레벨의 전압이 인가됨에 따라 상기 셀의 자유 자성층의 자화방향이 제1 방향으로 유지 또는 변경되고, 상기 출력단에 제1 레벨의 출력값을 출력,(b) 상기 제1 입력터미널에 제1 레벨의 전류가 인가되고 상기 제2 입력터미널에 제2 레벨의 전압이 인가됨에 따라 상기 셀의 자유 자성층의 자화방향이 제1 방향으로 유지 또는 변경되고, 상기 출력단에 제1 레벨의 출력값을 출력,(c) 상기 제1 입력터미널에 제2 레벨의 전류가 인가되고 상기 제2 입력터미널에 제1 레벨의 전압이 인가됨에 따라 상기 셀의 자유 자성층의 자화방향이 제1 방향으로 유지 또는 변경되고, 상기 출력단에 제1 레벨의 출력값을 출력, 및(a) 상기 제1 입력터미널에 제2 레벨의 전류가 인가되고 상기 제2 입력터미널에 제2 레벨의 전압이 인가됨에 따라 상기 셀의 자유 자성층의 자화방향이 제2 방향으로 유지 또는 변경되고, 상기 출력단에 제2 레벨의 출력값을 출력
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제1 전극에 전류를 인가하는 제1 입력터미널;상기 제1 전극 상에 배치되고, 절연층 및 제어층이 접합된 구조를 사이에 두고 자유 자성층 및 고정 자성층이 배치된 자기터널접합(MTJ: magnetic Tunnel Junction)을 포함하는 제1 셀; 상기 제1 셀의 자유 자성층 및 고정 자성층 사이에 전압을 인가하는 제1 전압 게이트; 상기 제1 셀을 통과한 전류를 인가받는 제2 전극 상에 배치되고, 절연층 및 제어층이 접합된 구조를 사이에 두고 자유 자성층 및 고정 자성층이 배치된 자기터널접합(MTJ: magnetic Tunnel Junction)을 포함하는 제2 셀; 상기 제2 셀의 자유 자성층 및 고정 자성층 사이에 전압을 인가하는 제2 전압 게이트; 상기 제2 셀을 통해 출력되는 출력값을 출력하는 출력터미널; 및 상기 제1 입력터미널로부터 인가된 전류가 제1 전극, 제1 셀 및 제2 전극을 따라 흐르는 입력 회로; 및상기 제1 입력터미널로부터 인가된 전류가 제1 전극, 제1 셀 및 제2 셀을 따라 흐르는 출력 회로;를 포함하는 스핀 오핏 토크(SOT: Spin Orbit Torque) 효과 기반의 반도체 소자
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제11항에 있어서,상기 제1 셀은 상기 제1 전압 게이트에 의해 인가되는 전압에 의해 상기 입력 회로를 따라 상기 제2 전극으로 인가되는 전류의 레벨을 제어하는 반도체 소자
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제11항에 있어서,상기 제2 셀의 자유 자성층의 자화방향은 상기 제1 셀의 자유 자성층의 자화방향에 따라 제어된 상기 제2 전극의 면내 전류 및 상기 제2 전압 게이트에 의해 인가되는 전압의 레벨에 의해 제어되는 반도체 소자
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