[发明专利]基于集成电容器的配电

摘要

实施例使用分布式电容器来向超低电压的基于非CMOS的器件提供电力(具有低电压、高电流和高电流密度)，所述分布式电容器集成在与所述非CMOS器件相同的芯片上。例如，实施例提供了自旋逻辑门，所述自旋逻辑门与电容器的电介质材料以及第一极板和第二极板相邻。所述电容器使用降压开关模式电源向所述自旋逻辑门释放低电压/高电流，所述降压开关模式电源在一个时钟周期期间对多个电容器进行充电(使用在第一定向上配置的开关元件)并且在相反时钟周期期间从所述电容器释放电力(使用在第二定向上配置的所述开关元件)。所述电容器将所述电流释放到面外并且到所述自旋逻辑器件，而不必横穿长的功率耗散互连路径。本文描述了其它实施例。

主权项

1.一种半导体装置，包括：电源电压面，所述电源电压面包括电源电压线的阵列；接地面，所述接地面包括地线的阵列；电容器的阵列，所述电容器的阵列由所述电源电压线的阵列和所述地线的阵列构成；第一电容器，所述第一电容器形成在包括在所述电源电压线的阵列中的第一电源电压线与包括在所述地线的阵列中的第一地线之间的第一交叉点处；其中，所述第一电容器包括：第一极板，所述第一极板包括所述第一电源电压线的一部分；第二极板，所述第二极板包括第一地线的一部分；以及第一电介质，所述第一电介质形成于所述第一极板与所述第二极板之间；器件，所述器件电耦合到所述第一电容器，所述器件包括隧穿场效应晶体管、自旋转移矩存储器和自旋逻辑器件中的至少一个；开关元件，所述开关元件耦合到所述第一电容器，并且包括在开关模式电源中；以及第二电容器，所述第二电容器形成在包括在所述电源电压线的阵列中的第二电源电压线与包括在所述地线的阵列中的第二地线之间的第二交叉点处；其中，所述第二电容器包括：另外的第一极板，所述另外的第一极板包括所述第二电源电压线的一部分；另外的第二极板，所述另外的第二极板包括第二地线的一部分；以及第二电介质，所述第二电介质形成于所述另外的第一极板与所述另外的第二极板之间；其中，(a)包括所述第一电容器的所述电容器的阵列、所述器件和所述开关元件全都形成于单个单片衬底上；以及(b)所述开关元件使所述电容器放电，以驱动所述第一极板与所述第二极板之间的电流并且然后将所述电流驱动到所述器件，并且其中，所述电源在充电模式期间对彼此串联的所述第一电容器和所述第二电容器进行充电，并且在放电模式期间使彼此并联的所述第一电容器和所述第二电容器放电。