[發明專利]一種基于三端阻變器件的三態門電路

在審

• 申請號: 202210053726.6
• 申請日: 2022-01-18
• 公開（公告）號: CN114189242A
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 曹繼芳;崔學成;夏文泰;趙家藝;葉佳寶;田慶;陳冰;劉冬
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H03K19/20
• 分類號: H03K19/20;H01L45/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 劉靜

1.一種基于三端阻變器件的三態門電路，所述三態門電路的輸出包括高電平、低電平及高阻態，其特征在于，所述三端阻變器件具有頂端、底端和側端；

所述三端阻變器件包括第一金屬層，通過所述第一金屬層引出底端，在所述第一金屬層上表面形成金屬鉭氧化物層，在所述金屬鉭氧化物層上表面形成金屬鉭層，所述金屬鉭層上表面和側邊，以及所述金屬鉭氧化物層側邊均包圍隔離層，在所述隔離層頂部形成第二金屬層，通過所述第二金屬層引出頂端，在所述隔離層側邊形成第三金屬層，通過所述第三金屬層引出側端；

對所述三端阻變器件進行賦值操作以控制三端阻變器件的阻值狀態，在賦值后三端阻變器件可實現三態輸出門。

2.如權利要求1所述的基于三端阻變器件的三態門電路，其特征在于，所述第一金屬層為Cu或Ni；所述第二金屬層為Ti、TiN或Pt；所述第三金屬層為W、Cu、Ti或TiN；所述隔離層為氧化鉿層或氧化鎳層。

3.如權利要求1或2所述的基于三端阻變器件的三態門電路，其特征在于，所述的對三端阻變器件進行賦值操作以控制阻變器件的阻值狀態，通過在三端阻變器件的三端施加電壓來賦值，包括：

當三端阻變器件的頂端接負電壓-Vp1、底端接地GND、側端接正電壓Vdd1，三端阻變器件被置為高阻狀態，此時三態門電路的輸出為高阻態；

當三端阻變器件的頂端接正電壓Vp2、底端接地GND、側端接正電壓Vdd2，三端阻變器件被置為低阻狀態，此時三態門電路的輸出為高電平或低電平；

其中，Vp1≥|Vreset|，Vp2≥|Vset|，Vdd1≥|Vdd|，Vdd2≥|Vdd|，Vreset為三端阻變器件置為高阻狀態所需閾值電壓，Vset為三端阻變器件置為低阻狀態所需閾值電壓，Vdd為使三端阻變器件可阻變的側端閾值電壓。

4.如權利要求3所述的基于三端阻變器件的三態門電路，其特征在于，在賦值后，三端阻變器件的側端接地GND，此時可實現三態輸出門，包括：

若三端阻變器件為低阻狀態且三端阻變器件頂端輸入高電平，則三端阻變器件底端輸出高電平；

若三端阻變器件為低阻狀態且三端阻變器件頂端輸入低電平，則三端阻變器件底端輸出低電平；

若三端阻變器件為高阻狀態，則三端阻變器件底端輸出高阻態。

5.如權利要求1所述的基于三端阻變器件的三態門電路，其特征在于，三端阻變器件的賦值操作需要一個時鐘周期。