一种基于莫特忆阻器的2D面阵传感及3D立体传感的新型芯片架构制造技术

本发明专利技术涉及一种基于莫特忆阻器的2D面阵传感以及3D立体传感新技术架构。本发明专利技术属于人工神经元、脉冲神经网络、类脑计算领域。莫特忆阻器与传统数模转换电路相比，可以做成阵列结构，并根据需要进一步形成多层立体堆叠结构；同时单元尺寸非常小，可以做大规模阵列，一次性处理，在面积和体积上优势非常明显；而且在3D立体传感系统中，解决了传统AD无法克服的芯片引线互联问题。本技术适用于所有面向大规模传感应用的后端含有AD转换器芯片的数据处理系统（包含模拟前端、模数转换、数据采集、数据处理等部分功能或全部功能）。处理等部分功能或全部功能）。处理等部分功能或全部功能）。

【技术实现步骤摘要】
一种基于莫特忆阻器的2D面阵传感及3D立体传感的新型芯片架构


[0001]本专利技术属于人工神经元、脉冲神经网络、类脑计算领域，涉及一种基于莫特忆阻器的2D面阵传感及3D立体传感的新型芯片架构。

技术介绍

[0002]在传感
，传感器的灵敏度、大面积阵列化、柔弹性模块化等参数作为关键指标已经形成共识。然而，相比于人体皮肤大量分布的机械感受器，电子皮肤在高灵敏度、大面阵触觉感知及柔弹性模块化方面远未达到人体触觉感知水平。究其根源在于：受制于材料与制备工艺，单元器件的高灵敏度通常难以传递至大面积阵列器件；柔弹性衬底上阵列器件的微小集成化受限，阵列规模及面积等指标有待提升。
[0003]忆阻器具有非常简单的金属
‑
阻变层
‑
金属三明治结构，其阻值由流经的电流或者施加的电压来确定。莫特忆阻器是采用莫特绝缘体材料作为阻变层的忆阻器，是易失性存储器即当外加电流或者电压撤去后，其阻值很快回到初始状态。根据能带理论，莫特绝缘体是导体，但是实验上在常温、常压下是很好的绝缘体。莫特绝缘体在高温或者高压下，可以由绝缘体状态转换成导体状态。
[0004]利用莫特绝缘体材料作为阻变层，制备出来的莫特忆阻器可以在合适的外加电流或者电压下，持续在高低阻态之间转变，产生振荡输出。莫特忆阻器在适当的条件下，可以直接输出振荡信号，不再需要模拟电路以及A/D转换等过程，简化了整体的电路结构。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术实施例一，提供一种基于莫特忆阻器2D面阵传感的新型芯片架构。
[0006]具体地，2D面阵传感架构由信号接收单元与信号处理单元两部分组成。
[0007]进一步地，信号接收单元由多个传感器阵列组成，传感器之间通过电路相互连接，每一行或列传感器形成一个信号输出端口。
[0008]进一步地，信号输出端口与信号处理单元通过电路进行连接。
[0009]进一步地，信号处理单元由莫特器件与比较器组成，每一莫特器件与一比较器连接，形成独立的信号转换单元，信号转换单元之间通过电路连接。
[0010]进一步地，传感器可以是压力传感器、图像传感器、温度传感器、气体传感器、磁传感器等。
[0011]根据本专利技术实施例二，提供一种基于莫特忆阻器3D立体传感的新型芯片架构。
[0012]进一步地，3D立体传感的新型芯片架构由信号接收单元与信号处理单元两部分组成。
[0013]进一步地，信号接收单元由多个传感器阵列组成，传感器阵列进行空间堆叠形成，传感器之间通过硅通孔连接，形成三维立体结构。
[0014]进一步地，信号处理单元由莫特器件组成，莫特器件呈纵横排列形成阵列。可以置于三维立体传感器阵列中的其中一个切面。
[0015]进一步的，每一莫特器件与一传感器空间竖列通过硅通孔技术相连接。
[0016]进一步地，传感器可以是压力传感器、图像传感器、温度传感器、气体传感器、磁传感器。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0018]图1为莫特忆阻器阵列结构图。
[0019]图2为一种基于莫特忆阻器2D面阵传感的新型芯片架构图。
[0020]图3为一种基于莫特忆阻器3D立体传感的新型芯片架构图。
[0021]具体实施例为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0022]目前的传感器阵列在进行信号转化时，每一传感器需要引出两根信号线与AD转换器相连接；基于上述，一个3X3阵列传感，需要18根信号线来与AD转换器进行连接，这样在阵列数增加时，所需连接的信号线也会随之增加，当阵列数达到10X10时，所需连接信号线达到200根，是难以实现的；另一方面，按照现有技术，AD传感器最多做到16通道，一个主AD转换器分16通道进行分时复用，如果传感器数量再增加，外部都要去增加一些芯片或者是增加一些AD处理器，在应用于大面阵传感系统时，整个系统会异常臃肿。
[0023]基于此，本专利技术实施例一，一种基于莫特忆阻器2D面阵传感的新型芯片架构，由图1所示，包括：传感器阵列（信号接收单元）15、电路16、莫特忆阻器阵列（信号处理单元）17。
[0024]具体的，传感器15纵横排列形成信号接收单元，传感器之间通过电路16连接，每一传感器横/纵队列采用一条线路串联，且每一横/纵队列引出一根信号传输电路与莫特忆阻器阵列17相连接。
[0025]如图1所示为本专利技术实施例莫特忆阻器阵列结构图，莫特忆阻器阵列（信号处理单元）17由莫特器件纵横排列组成，每一莫特器件与一比较器相连接，形成独立的转换单元。
[0026]如图3所示为本专利技术实施例二，一种基于莫特忆阻器3D立体传感的新型芯片架构，包括：传感器空间阵列（信号接收单元）21、莫特忆阻器阵列（信号处理单元）22。
[0027]具体的，所示传感器阵列（信号接收单元）21，由传感器从横向（X方向）、纵向（Y方向）、垂直向（Z方向），空间堆叠形成，传感器之间通过硅通孔技术垂直互联，传感器阵列分
布在莫特忆阻器阵列（信号处理单元）22上下两端（顶电极层与底电极层），最终可以实现，减小互联长度,减小信号延迟,降低电容/ 电感,实现芯片间的低功耗和器件集成小型化。
[0028]以上所述仅为本专利技术的优选实施例而已，并不用于限制本专利技术，对于本领域的技术人员来说，本专利技术可以有各种更改和变化。凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于莫特忆阻器的2D面阵传感及3D立体传感的新型芯片架构，其特征在于，包括2D面阵传感新型芯片架构与3D立体传感新型芯片架构两种架构。2.根据权利要求1所述，一种基于莫特忆阻器的2D面阵传感及3D立体传感的新型芯片架构，其特征在于，所述2D面阵传感新型芯片架构包括信号接收单元与信号处理单元。3.根据权利要求2所述，一种基于莫特忆阻器的2D面阵传感及3D立体传感的新型芯片架构，所述信号接收单元由传感器一个或多个阵列排列组成，传感器之间通过电路相互连接，每一阵或列传感器形成一个信号输出端口。4.根据权利要求2所述，一种基于莫特忆阻器的2D面阵传感及3D立体传感的新型芯片架构，所述信号输出端口与信号处理单元通过电路进行连接。5.根据权利要求2所述，一种基于莫特忆阻器的2D面阵传感及3D立体传感的新型芯片架构，所述信号处理单元由多个莫特器件与比较器单元组成，每一莫特器件与一比较器连接，形成独立的信号转换单元，信号转换单元之间通过电路连接。6.根据权利要求1所述，一种基于莫特...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洋，
申请(专利权)人：陕西格芯国微半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：