发明创造名称：电阻式存储器及其操作方法
外观设计名称：
决定号：186516
决定日：2019-07-08
委内编号：1F267686
优先权日：
申请（专利）号：201410211489.7
申请日：2014-05-19
复审请求人：旺宏电子股份有限公司
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：董方源
合议组组长：邹斌
参审员：马驰
国际分类号：G11C13/00，H01L45/00
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果一项权利要求请求保护的技术方案与作为最接近现有技术的对比文件之间存在区别技术特征，所述区别技术特征既没有被现有技术公开，也不是公知常识，并且由于存在所述区别技术特征，该权利要求请求保护的技术方案整体上产生了有益的技术效果，则该权利要求请求保护的技术方案对于本领域技术人员来说不是显而易见的，具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201410211489.7，名称为“电阻式存储器及其操作方法”的发明专利申请(下称本申请)。申请人为旺宏电子股份有限公司。本申请的申请日为2014年05月19日，公开日为2015年11月25日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年10月31日以权利要求1-4不具备创造性为由作出驳回决定。驳回决定所依据的文本为： 2018年07月20日提交的权利要求第1-7项；申请日2014年05月19日提交的说明书摘要、说明书第1-58段、摘要附图、说明书附图图1-图15。驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种电阻式存储器，包括：
一电阻存储单元；
一主晶体管；
一辅助晶体管，该主晶体管及该辅助晶体管的漏极耦接该电阻存储单元的一端；
一源极线列，耦接于该主晶体管的源极以及该辅助晶体管的源极，且该源极线列可被单独选择施加偏压；
一漏极线，耦接至该电阻存储单元的另一端；
一主栅极线，耦接于该主晶体管的栅极；以及
一辅助栅极线，耦接于该辅助晶体管的栅极；
其中，当编程该电阻存储单元时，该主晶体管导通，且该辅助晶体管截止；当擦除该电阻存储单元时，该主晶体管及该辅助晶体管导通，主擦除电流由该主晶体管流向该电阻存储单元，且辅助擦除电流由该辅助晶体管流向该电阻存储单元，如此一来，能提高流经电阻存储单元上的擦除电流总和，进而补偿晶体管的本体效应。
2. 根据权利要求1所述的电阻式存储器，其中该主栅极线被施压一栅极电压时，该栅极电压是随该主栅极线所在位置而调整。
3. 根据权利要求1所述的电阻式存储器，其中该漏极线垂直于该第一源极线、该第二源极线、该主栅极线及该辅助栅极线。
4. 根据权利要求1所述的电阻式存储器，其中该源极线列包含一第一源极线及一第二源极线，该第一源极线耦接于该主晶体管的源极，该第二源极线耦接于该辅助晶体管的源极，且该第一源极线及该第二源极线可被单独选择施加偏压。
5. 一种权利要求1至4中任一项所述的电阻式存储器的操作方法，其中，该操作方法包括：
当编程该电阻存储单元时，控制与该电阻存储单元耦接的该主晶体管导通，且控制与该电阻存储单元及该主晶体管耦接的该辅助晶体管截止；以及
当擦除该电阻存储单元时，控制该主晶体管及该辅助晶体管导通；
其中，当擦除该电阻存储单元时，该主晶体管及该辅助晶体管导通，主擦除电流由该主晶体管流向该电阻存储单元，且辅助擦除电流由该辅助晶体管流向该电阻存储单元，如此一来，能提高流经电阻存储单元上的擦除电流总和，进而补偿晶体管的本体效应。
6. 根据权利要求5所述的操作方法，其中当读取该电阻存储单元时，该主晶体管导通，且该辅助晶体管截止。
7. 根据权利要求5所述的操作方法，其中当读取该电阻存储单元时，该主晶体管及该辅助晶体管导通。”
驳回决定的具体理由是：权利要求1与对比文件1（CN100563009C，公告日为2009年11月25日）的区别技术特征是：权利要求1使用漏极线耦接至电阻存储单元的另一端；源极线列耦接于该主晶体管的源极以及该辅助晶体管的源极，源极线列可被单独选择施加偏压。基于上述区别技术特征，可以确定该权利要求实际解决的技术问题是如何在电阻式存储器单元中布线。对于上述区别技术特征，对比文件1中公开了“相变元件PCR的另一端耦接至源极节点布线层SL”。由于对比文件1中的源极线SL与本申请中的漏极线DL在电阻式存储器单元中所起的作用是相同的，都是向电阻存储单元提供不同于晶体管源极的电压，以使电流由晶体管流向电阻存储单元或者由电阻存储单元流向晶体管，因而对比文件1中的源极线与本申请中的漏极线仅仅是名称的差别，本领域技术人员可以根据实际情况将对比文件1中的源极线命名为漏极线，进而向晶体管的漏极提供电流或接收来自晶体管漏极的电流；此外，由于对比文件1中的位线BL1与本申请中的第一源极线和第二源极线所起的作用相同，而且本申请中的第一源极线和第二源极线在编程、擦除和读取时具有相同的电平，因此本领域技术人员将位线命名为源极线时，很容易想到使用多个源极线构成源极线列并分别接收电压，其中，第一源极线耦接于主晶体管的源极，第二源极线耦接于辅助晶体管的源极，以及源极线列可单独被选择施加偏压。由此可知，在对比文件1的基础上结合本领域公知常识得到该权利要求请求保护的技术方案对本领域的技术人员来说是显而易见的，该权利要求不具备专利法第22条第3款规定的创造性。从属权利要求2的附加技术特征被对比文件1公开，从属权利要求3-4的附加技术特征进一步限定的方案是本领域技术人员根据对比文件1公开内容的教导容易想到的，因此权利要求2-4也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
在驳回决定的“其他说明”部分，基于和评述权利要求1-3不具备创造性相同的证据和相似的理由，指出请求保护操作根据权利要求1-4任一项的电阻式存储器的方法的权利要求5-7不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2018年11月28日向国家知识产权局提出了复审请求，同时修改了权利要求书，对独立权利要求1和5进行修改，并删除了权利要求4；并于2018年5月27日提交补正书，对权利要求1再次进行修改。新修改的权利要求书如下：
“1. 一种电阻式存储器，包括：
一电阻存储单元；
一主晶体管；
一辅助晶体管，该主晶体管及该辅助晶体管的漏极耦接该电阻存储单元的一端；
一源极线列，耦接于该主晶体管的源极以及该辅助晶体管的源极，且该源极线列可被单独选择施加偏压；
其中，该源极线列包含一第一源极线及一第二源极线，该第一源极线耦接于该主晶体管的源极，该第二源极线耦接于该辅助晶体管的源极，且该第一源极线及该第二源极线可被单独选择施加偏压；
当擦除该电阻存储单元时，该主晶体管及该辅助晶体管导通，且施加一偏压于一选择漏极线的周边未被选择的漏极线，该偏压与施加于源极线的偏压相同。
2. 根据权利要求1所述的电阻式存储器，其中该主栅极线被施压一栅极电压时，该栅极电压是随该主栅极线所在位置而调整。
3. 根据权利要求1所述的电阻式存储器，其中该漏极线垂直于该第一源极线、该第二源极线、该主栅极线及该辅助栅极线。
4. 一种权利要求1至3中任一项所述的电阻式存储器的操作方法，其中，该操作方法包括：
当编程该电阻存储单元时，控制与该电阻存储单元耦接的该主晶体管导通，且控制与该电阻存储单元及该主晶体管耦接的该辅助晶体管截止；以及
当擦除该电阻存储单元时，控制该主晶体管及该辅助晶体管导通；
其中，当擦除该电阻存储单元时，该主晶体管及该辅助晶体管导通，且施加一偏压于一选择漏极线的周边未被选择的漏极线，该偏压与施加于源极线的偏压相同。
5. 根据权利要求4所述的操作方法，其中当读取该电阻存储单元时，该主晶体管导通，且该辅助晶体管截止。
6. 根据权利要求4所述的操作方法，其中当读取该电阻存储单元时，该主晶体管及该辅助晶体管导通。 ”
复审请求人认为：（1）对比文件1中的位线BL0和BL2不等同于本申请的第一和第二源极线，对比文件1未公开修改后的权利要求1的技术特征：第一源极线及一第二源极线，该第一源极线耦接于该主晶体管的源极，该第二源极线耦接于该辅助晶体管的源极，且该第一源极线及该第二源极线可被单独选择施加偏压。此外，对比文件1也没有公开当擦除该电阻存储单元时，该主晶体管及该辅助晶体管导通，且施加一偏压于一选择漏极线的周边未被选择的漏极线，该偏压与施加于源极线的偏压相同，避免未被选择的存储单元被擦除。权利要求的方案产生的技术效果是提高流经电阻存储单元上的擦除电流综合，补偿晶体管的本体效应，提高了存储器操作效率。（2）对比文件1和本申请解决的技术问题不同。对比文件1的器件结构主要用于减小面积，提高晶体管的驱动能力，并非能够对本体效应进行补偿。（3）本申请的电路结构不但可用于PCM存储器，也可以用于ReRAM存储器，且操作简单。
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年12月07日依法受理了该复审请求，并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中认为：对于复审请求人的理由（1），对比文件1的第二实施例公开了（说明书第20页以及图4、24）“该源极电极SL的布线结构，既可以由配置在存储单元阵列MCA上的极板构成，也可以作为连接在位线BL方向或如图41~图43那样在字线WL方向排列的存储单元MC的共有线而构成”，可见，对比文件1中明确公开了源极电极SL可以沿字线WL方向连接排列的存储单元MC，此时，沿字线WL方向连接源极电极SL的线相当于源极线，位于不同列的源极电极连接线构成了源极线列，其中，平行于WL的耦接晶体管Q1的源极所在的源极线构成了第一源极线，平行于WL的耦接晶体管Q2的源极所在的源极线构成了第二源极线，进而，在存储装置中，由于字线和位线分别能够单独被选择并操作，因而，在将源极电极SL沿字线WL方向连接构成源极线时，本领域技术人员显然容易想到将第一源极线和第二源极线单独被选择并施加电压，是本领域的常用技术手段；对比文件1的第二实施例还公开了“图24中，在读出和复位写入时使用存储单元MC内的2个存储单元晶体管，…相反地，存储阵列内的位线BL0(L)、BL2(L)、BL0/1(R)、BL2/3(R)被设定成与源极电极SL相同的接地电位VSS…，经由写位线WBL23、位线BL2(L)向存储单元MC提供复位所需要的电流，且由图24可知，在复位中，位线BL2被施加VBL电压，同时，位线BL0被施加VSS电压”（参见说明书第20页、第40页、第44-45页以及图4、24）。位线BL0(L)和BL0/1(R)相当于选择漏极线周边的未选择的漏极线，公共连接的源极电极SL相当于源极线，此时，由于位线BL0(L)和BL0/1(R)被施加VSS电压，该电压等同于源极电极SL的电压，因而，对比文件1的第二实施例中公开了“当擦除该电阻存储单元时，该主晶体管及该辅助晶体管导通，且施加一偏压于一选择漏极线的周边未选择的漏极线，该偏压与施加于源极线的偏压相同”。对比文件1的方案也有对本体效应进行补偿的作用，因此复审请求人的理由（2）不成立。由于本申请权利要求1中并未限定其适用于ReRAM式电阻储存器，且根据前述（1）可知，本领域技术人员容易想到单独对每一源极线选择并施加偏压，进而，不会出现申请人指出的操作复杂问题,因此复审请求人的理由（3）也不能成立。综上理由，原审查部门坚持驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
复审请求人于2019年05月27日提交了主动补正，对权利要求1再次进行修改，增加了关于漏极线的限定。修改后的权利要求1如下：
“1. 一种电阻式存储器，包括：
一电阻存储单元；
一主晶体管；
一辅助晶体管，该主晶体管及该辅助晶体管的漏极耦接该电阻存储单元的一端；
一漏极线，耦接至该电阻存储单元的另一端；
一源极线列，耦接于该主晶体管的源极以及该辅助晶体管的源极，且该源极线列可被单独选择施加偏压；
其中，该源极线列包含一第一源极线及一第二源极线，该第一源极线耦接于该主晶体管的源极，该第二源极线耦接于该辅助晶体管的源极，且该第一源极线及该第二源极线可被单独选择施加偏压；
当擦除该电阻存储单元时，该主晶体管及该辅助晶体管导通，且施加一偏压于一选择漏极线的周边未被选择的漏极线，该偏压与施加于源极线的偏压相同。”
在此基础上，经过阅卷和合议，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出复审决定。
二、决定的理由
审查文本的认定
复审请求人在提出复审请求修改了权利要求书，并通过主动补正再次修改权利要求书。经审查，上述修改符合专利法第33条以及专利法实施细则第61条第1款的规定，因此本复审决定针对的文本为：2019年05月27日提交的权利要求第1-6项；申请日2014年05月19日提交的说明书摘要、说明书第1-58段、摘要附图、说明书附图图1-图15。
本复审决定引用的对比文件与驳回决定所引用的对比文件相同，即：
对比文件1：CN100563009C，公告日为2009年11月25日，并作为最接近的现有技术。
关于专利法第22条第3款
专利法第22条第3款规定：创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步，该实用新型具有实质性特点和进步。
如果一项权利要求请求保护的技术方案与作为最接近现有技术的对比文件之间存在区别技术特征，所述区别技术特征既没有被现有技术公开，也不是公知常识，并且由于存在所述区别技术特征，该权利要求请求保护的技术方案整体上产生了有益的技术效果，则该权利要求请求保护的技术方案对于本领域技术人员来说不是显而易见的，具备创造性。
2.1独立权利要求1具备专利法第22条第3款规定的创造性
权利要求1请求保护一种电阻式存储器。对比文件1公开了一种使用由相变材料构成的电阻元件的存储器（“电阻式存储器”），并具体公开了如下内容（参见说明书第1页、第3-4页、第13页、第19-20页、第29-30页、第42-46页以及附图3、11、24）：如图3所示，存储单元MC具有串联连接的存储单元晶体管Q1、 Q2（Q1和Q2分别相当于“主晶体管”和“辅助晶体管，该主晶体管及该辅助晶体管的漏极耦接该电阻存储单元的一端”），在该存储单元晶体管Q1、Q2的中间节点连接一端的相变元件 PCR（“电阻存储单元”）；图24中，在复位状态下（“擦除该电阻存储单元时”），位线BL2处于高电平，字线WL3和WL4处于高电平VWH，晶体管Q1和Q2导通（“该主晶体管及该辅助晶体管导通”）。
权利要求1和对比文件1的区别技术特征是：（1）源极线列，包含第一源极线及一第二源极线，该第一源极线耦接于该主晶体管的源极，该第二源极线耦接于该辅助晶体管的源极，且该第一源极线及该第二源极线可被单独选择施加偏压；漏极线，耦接至该电阻存储单元的另一端；（2）当擦除该电阻存储单元时，施加一偏压于一选择漏极线的周边未被选择的漏极线，该偏压与施加于源极线的偏压相同。基于所述区别技术特征，权利要求1实际解决的技术问题是如何提高电阻式存储器操作的灵活性。
对于区别特征（2），对比文件1图4的实施例中进一步公开了在擦除操作期间相邻的位线BL0和BL2偏压不同。对比文件1教导了为了能够正确寻址被擦除单元，只能选中待擦除单元所在的行的位线，而不能选择其他位线，否则可能导致选择错误的存储器单元。而在本申请的擦除操作中，由于源极线施加偏压时将使该源极线水平方向连接的所有晶体管的源极处于高电平，因此为了避免周边未被选择的存储单元被错误地擦除，本领域技术人员根据对比文件1的教导，容易想到将相邻漏极线施加偏压以避免晶体管导通。同时，对于本领域技术人员来说，将漏极线偏压设置得与源极线偏压相同是从简化电路供电角度容易做出的一般技术选择。
对于区别特征（1），在擦除操作中，本申请的源极线列及漏极线协同工作，相当于一般存储器中的位线，该区别特征未被对比文件1中的任何实施例公开。在现有常规的存储器中，只需将位线和字线选中即可对相应存储单元寻址，对一个存储单元除字线外，再设置多条相当于位线的控制线，并对其中的各条控制线单独施加偏置电压不属于本领域公知常识。
由于存在区别特征（1），权利要求1的存储器在读、写和擦除操作中可以根据需要，通过改变施加的控制电压确定辅助晶体管是否工作，从而提高了存储器操作的灵活性。因此，在对比文件1和本领域公知常识的基础上，该权利要求所要求保护的技术方案对本领域的技术人员来说不是显而易见的，该权利要求具有突出的实质性特点和显著的进步，具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.2 从属权利要求2-3具备专利法第22条第3款规定的创造性
从属权利要求2-3引用权利要求1，其附加技术特征进一步限定了所述电阻式存储器，因而也具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.3独立权利要求4具备专利法第22条第3款规定的创造性
权利要求4请求保护一种操作如权利要求1-3其中之一所述的电阻式存储器的方法。所述操作方法受所述存储器结构的限制，由于权利要求1-3具有创造性，因此权利要求4请求保护的方法也具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.4从属权利要求5-6具备专利法第22条第3款规定的创造性
权利要求5-6是权利要求4的从属权利要求，因而也具备专利法第22条第3款规定的创造性。
关于驳回决定和前置审查相关意见的回复
针对驳回决定和前置意见（参见案由部分），合议组认为：对比文件1图3的实施例中，所有相变存储元件的一端均接地电位用于吸收电流；图4的实施例中改变了相变存储元件在存储单元中的连接位置，此时将存储单元中两个晶体管未用作与PCR相连的公共节点的漏极接地吸收电流。也就是说，无论图3还是图4的实施例，都没有教导提供单独可控制的布线用于向特定的存储单元提供电压/电流。同时，在现有常规的存储器中，只需将位线和字线选中即可对相应存储单元寻址，对一个存储单元除字线外，再设置多条相当于位线的控制线，并对其中的各条控制线单独施加偏置电压不是公知常识。因此，对于本领域技术人员来说，本申请的方案不是显而易见的。
基于上述事实和理由，合议组依法作出如下审查决定。至于本申请中是否仍存在其他不符合专利法及其实施细则的规定的缺陷，由实质审查部门继续审查。
三、决定
撤销国家知识产权局于2018年10月31日对本申请作出的驳回决定。由国家知识产权局原审查部门在2019年05月27日提交的权利要求第1-6项；申请日2014年05月19日提交的说明书摘要、说明书第1-58段、摘要附图、说明书附图图1-图15的基础上对本发明专利申请继续进行审查。
如对本复审决定不服，根据专利法第41条第2款的规定，复审请求人可在自收到本复审决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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