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专利号: 2017107437253
申请人: 长安大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-09-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种硅基集成曝光量测量器件,其特征在于,包括:半导体衬底(1),所述半导体衬底(1)上从下至上依次设置有绝缘层(2)、导电金属层(3)、金属氧化物结构、导电金属结构、光敏材料层(11)、保护层(12);

所述金属氧化物结构包括对称设置在导电金属层(3)上的第一金属氧化物块(4)和第二金属氧化物块(5);

所述导电金属结构包括设置在第一金属氧化物块(4)上的第一导电金属块(6)和设置在第二金属氧化物块(5)上的第二导电金属块(7);

所述保护层(12)上设置有第一金属电极(13)、第二金属电极(14)和第三金属电极(15),所述第一金属电极(13)、第二金属电极(14)和第三金属电极(15)均贯穿保护层(12),其中第二金属电极(14)与光敏材料层(11)相接触,第一金属电极(13)和第三金属电极(15)均与绝缘层(2)相接触;

所述导电金属结构与光敏材料层(11)之间分布有绝缘层(2);

所述第一导电金属块(6)通过第一金属通道(8)与第一金属电极(13)相连通,第二导电金属块(7)依次通过第二金属通道(9)、光敏材料层(11)与第二金属电极(14)相连通,导电金属层(3)通过第三金属通道(10)与第三金属电极(15)相连通;

所述第一金属氧化物块(4)与第二金属氧化物块(5)电隔离;第一导电金属块(6)与第二导电金属块(7)电隔离;

第一金属电极(13)与直流电压源的正极电连接,第二金属电极(14)与直流电压源的负极电连接;

第一金属电极(13)与直流电压源的负极电连接,第二金属电极(14)与直流电压源的正极电连接;

所述导电金属层(3)、第一导电金属块(6)、第二导电金属块(7)的材料为金、银、铜中的任一种;

第一金属氧化物块(4)和第二金属氧化物块(5)为金属氧化物忆阻材料;

所述的光敏材料层(11)的材料为硫化镉、硒化镉、硫化铅、硒化铅、锑化铟中的任一种;

所述绝缘层(2)采用氧化硅,所述半导体衬底(1)为硅片衬底;

所述第一金属电极(13)、第二金属电极(14)、第三金属电极(15)的材料为金、银、铜、铝中的任一种;

其中,所述的第一金属电极(13)与直流电压源的正极电连接,第二金属电极(14)与直流电压源的负极电连接,第二导电金属块(7)、第二金属氧化物块(5)和导电金属层(3)组成的三明治结构忆阻器的阻值随着流过电荷量的增大而增大,且其初始状态时的阻值为开态电阻,导电金属层(3)、第一金属氧化物块(4)和第一导电金属块(6)组成的忆阻器的阻值随着流过电荷量的增大而减小,且其初始状态时的阻值为关态电阻时,第三金属电极(15)的输出电压由最大值减小到最小值,且输出电压的最小值Umin与最大值Umax分别按式(1)和(2)计算:式中,U1和U2分别为第一金属电极(13)和第二金属电极(14)上的电压,R为光敏材料层(11)的电阻,Ron和Roff分别为第一金属氧化物块(4)和第二金属氧化物块(5)的开态电阻和关态电阻;

其中,第一金属电极(13与直流电压源的正极电连接,第二金属电极(14)与直流电压源的负极电连接,第二导电金属块(7)、第二金属氧化物块(5)和导电金属层(3)组成的三明治结构忆阻器的阻值随着流过电荷量的增大而增大,且其初始状态时的阻值为开态电阻,导电金属层(3)、第一金属氧化物块(4)和第一导电金属块(6)组成的忆阻器的阻值随着流过电荷量的增大而减小,且其初始状态时的阻值为关态电阻时,第三金属电极(15)的输出电压由最小值增大到最大值,且输出电压的最小值Umin与最大值Umax分别按式(3)和(4)计算:式中,U1和U2分别为第一金属电极(13)和第二金属电极(14)上的电压,R为光敏材料层(11)的电阻,Ron和Roff分别为第一金属氧化物块(4)和第二金属氧化物块(5)的开态电阻和关态电阻;

其中,第一金属电极(13)与直流电压源的负极电连接,第二金属电极(14)与直流电压源的正极电连接,第二导电金属块(7)、第二金属氧化物块(5)和导电金属层(3)组成的三明治结构忆阻器的阻值随着流过电荷量的增大而减小,且其初始状态时的阻值为关态电阻,导电金属层(3)、第一金属氧化物块(4)和第一导电金属块(6)组成的忆阻器的阻值随着流过电荷量的增大而增大,且其初始状态时的阻值为开态电阻时,第三金属电极(15)的输出电压由最小值增大到最大值,且输出电压的最小值Umin与最大值Umax分别按式(1)和(2)计算;

第一金属电极(13)与直流电压源的正极电连接,第二金属电极(14)与直流电压源的负极电连接,第二导电金属块(7)、第二金属氧化物块(5)和导电金属层(3)组成的三明治结构忆阻器的阻值随着流过电荷量的增大而减小,且其初始状态时的阻值为关态电阻,导电金属层(3)、第一金属氧化物块(4)和第一导电金属块(6)组成的忆阻器的阻值随着流过电荷量的增大而增大,且其初始状态时的阻值为开态电阻时,第三金属电极(15)的输出电压由最大值减小到最小值,且输出电压的最小值Umin与最大值Umax分别按式(3)和(4)计算。