发明创造名称：阻变存储设备及其操作方法
外观设计名称：
决定号：198198
决定日：2019-12-18
委内编号：1F258124
优先权日：
申请（专利）号：201110439905.5
申请日：2011-12-23
复审请求人：北京大学
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：李承承
合议组组长：徐珍霞
参审员：李路
国际分类号：G11C16/10,G11C16/14,G11C16/24
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的现有技术的对比文件公开的技术方案相比存在区别技术特征，但该区别技术特征属于本领域的公知常识，也未产生任何预料不到的技术效果，则该项权利要求请求保护的技术方案相对于该对比文件和公知常识的结合不具有突出的实质性特点和显著的进步，不具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201110439905.5，名称为“阻变存储设备及其操作方法”的发明专利申请(下称“本申请”)。本申请的申请人为北京大学，申请日为2011年12月23日，公开日为2013年06月26日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年04月25日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1-10不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
驳回决定的具体理由在于：权利要求1与对比文件3（US2009/0262568A1，公开日为2009年10月22日）的区别技术特征在于：施加的电压脉冲后沿也缓慢变化。上述区别技术特征被对比文件4（US2010/0226168A1，公开日为2010年09月09日）公开，虽然对比文件4中上述形式的波形脉冲应用于相变存储器，本领域技术人员知晓，造成非易失性阻变现象的有多种物理机制，而相变记忆效应是阻变机制中的一种，将上述波形的脉冲应用到对比文件3中的不同机制的阻变存储器中实现更好的耐久性这是显而易见的。因此，权利要求1不具备创造性。从属权利要求2-5的附加技术特征或被对比文件3公开，或被对比文件4公开，或属于公知常识，因此，权利要求2-5也不具备创造性。权利要求6-10是与权利要求1-5对应的方法权利要求，基于权利要求1-5不具备创造性，权利要求6-10也不具备创造性。
驳回决定所依据的文本为：2016年11月28日提交的权利要求第1-10项，申请日2011年12月23日提交的说明书第1-46段、说明书附图图1-8、说明书摘要、摘要附图。
驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种阻变存储设备，包括：
设置成矩阵形式的多个阻变存储单元，每个阻变存储单元包括开关元件和阻变器件，所述开关元件控制端连接字线，一端连接阻变器件，另一端连接位线；
字线解码器，对输入的地址信号进行解码，导通至少一个阻变存储单元中的开关元件；
驱动电路，通过位线与所述开关元件的导通同步地向所述阻变器件两端施加前沿和后沿均缓慢变化的电压脉冲。
2. 如权利要求1所述的阻变存储设备，其中所述电压脉冲为前沿缓慢上升的正脉冲。
3. 如权利要求1所述的阻变存储设备，其中所述电压脉冲为前沿缓慢下降的负脉冲。
4. 如权利要求1所述的阻变存储设备，其中所述电压脉冲从起始点到脉冲峰值或谷值之间的时间大于电压脉冲的持续时间的20％。
5. 如权利要求1所述的阻变存储设备，其中所述电压脉冲波形为三角波、或正弦波、或余弦波、或升余弦波、或梯形波。
6. 一种操作阻变存储设备的方法，所述阻变存储设备包括设置成矩阵形式的多个阻变存储单元，每个阻变存储单元包括开关元件和阻变器件，所述开关元件控制端连接字线，一端连接阻变器件，另一端连接位线，所述方法包括步骤：
对输入的地址信号进行解码，导通至少一个阻变存储单元中的开关元件；
通过位线与所述开关元件的导通同步地向所述阻变器件两端施加前沿和后沿均缓慢变化的电压脉冲。
7. 如权利要求6所述的方法，其中所述电压脉冲为前沿缓慢上升的正脉冲。
8. 如权利要求6所述的方法，其中所述电压脉冲为前沿缓慢下降的负脉冲。
9. 如权利要求6所述的方法，其中所述电压脉冲从起始点到脉冲峰值或谷值之间的时间大于电压脉冲的持续时间的20％。
10. 如权利要求6所述的方法，其中所述电压脉冲波形为三角波、或正弦波、或余弦波、或升余弦波、或梯形波。”
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2018年08月10日向国家知识产权局提出了复审请求，未对申请文件进行修改。复审请求人认为：对比文件3没有公开同步地向阻变器件两端施加前沿和后沿均缓慢变化的电压脉冲，对比文件3中陡峭的下降沿仍会造成可靠性的降低。
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年08月16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：（1）本申请与对比文件3的区别仅在于本申请施加的脉冲波形下降沿也是缓慢变化的。然而，对比文件4公开了通过缓慢变化的脉冲施加给存储单元以获得较高的耐久性。对比文件4给出了将该区别技术特征应用于对比文件3以解决其技术问题的启示。（2）虽然对比文件4中上述形式的波形脉冲应用于相变存储器，但本领域技术人员知晓，造成非易失性的阻变现象有多种物理机制，而相变记忆效应是阻变机制中的一种，因此将对比文件4中的上述波形的脉冲应用到对比文件3的阻变存储器中实现更好的耐久性这是显而易见的。因而坚持原驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年07月26日向复审请求人发出复审通知书，指出权利要求1-10不具备专利法第22条第3款所规定的创造性，具体理由在于：权利要求1与对比文件3的区别技术特征在于：施加的电压脉冲后沿也缓慢变化。上述区别技术特征是本领域技术人员的常规设计，属于公知常识。因此，权利要求1不具备创造性。从属权利要求2-5的附加技术特征或被对比文件3所公开，或属于常规设计和公知常识，因此，权利要求2-5也不具备创造性。权利要求6-10是与权利要求1-5对应的方法权利要求，基于权利要求1-5不具备创造性，权利要求6-10也不具备创造性。针对复审请求人的意见，合议组认为：本申请与对比文件3的区别仅在于本申请施加的脉冲波形下降沿也是缓慢变化的。然而，本领域技术人员可以知晓，在阻变存储设备中，如果在阻变器件两端施加这种电压脉冲，则电流过冲效应会被抑制，并且客观上会防止在每次转变时氧缺陷生成数量的大量增加，从而使氧缺陷数量可控，相应地会产生提高阻变设备转换次数和提高器件可靠性的技术效果。此外，基于对比文件3公开的内容，本领域技术人员容易想到，可以合理设计前沿缓慢变化的三角波的正电平持续的时间，从而产生足够的氧离子去复合氧空位，可以使器件的耐久特性提高，在此基础上，结合本领域各种类型电压脉冲波形的公知常识，如何设计电压脉冲波形下降沿的变化是本领域技术人员的常规选择，其所产生的技术效果也是可以预期的。
复审请求人于2019年09月10日提交了意见陈述书，未修改申请文件。复审请求人认为：对比文件3没有公开同步地向阻变器件两端施加前沿和后沿均缓慢变化的电压脉冲，对比文件3中陡峭的下降沿仍会造成可靠性的降低，另外，对比文件3所提出的脉冲信号在电路实现上比较困难，而本申请提出的脉冲信号在电路实现方面简单易行。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出审查决定。
二、决定的理由
审查文本的认定
复审请求人在复审阶段未对申请文件进行修改。因此，本复审决定所针对的审查文本与驳回决定所针对的审查文本相同，即：2016年11月28日提交的权利要求第1-10项，申请日2011年12月23日提交的说明书第1-46段、说明书附图图1-8、说明书摘要、摘要附图。
2、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的现有技术的对比文件公开的技术方案相比存在区别技术特征，但该区别技术特征属于本领域的公知常识，也未产生任何预料不到的技术效果，则该项权利要求请求保护的技术方案相对于该对比文件和公知常识的结合不具有突出的实质性特点和显著的进步，不具备创造性。
本复审决定引用的对比文件与复审通知书引用的对比文件相同，即驳回决定中的下述对比文件：
对比文件3：US2009/0262568A1，公开日为2009年10月22日。
2.1关于权利要求1
权利要求1请求保护一种阻变存储设备。对比文件3公开了一种半导体存储装置，具体涉及一种阻变存储器，并具体公开了（参见说明书第8-9、57-58、61段，附图4b、7、9）：存储单元以矩阵的形式排列成阵列MCA，每一个存储单元MC具有一个作为开关的MOS晶体管以及可变电阻存储元件（相当于设置成矩阵形式的多个阻变存储单元，每个阻变存储单元包括开关元件和阻变器件）；晶体管的栅极端连接到字线WL，源极端连接到可变电阻存储元件，漏极端连接到位线BL（相当于所述开关元件控制端连接字线，一端连接阻变器件，另一端连接位线）；字线驱动器SWDA，X地址信号在SSDEC解码输入到字线驱动，以驱动字线导通MOS晶体管（相当于字线解码器，对输入的地址信号进行解码，导通至少一个阻变存储单元中的开关元件）；位线驱动器BD，用于驱动位线，向位线提供电压，在操作存储器单元时，在晶体管MOS处于ON的状态的同时向位线提供一个线电压V，如图4（b），其中向存储单元位线提供的电压V是一个前沿缓慢变化的三角波或者梯形波（相当于驱动电路，通过位线与所述开关元件的导通同步地向所述阻变器件两端施加前沿缓慢变化的电压脉冲）。
该权利要求相对于对比文件3的区别技术特征为：施加的电压脉冲后沿也缓慢变化。基于该区别技术特征，该权利要求实际解决的技术问题为：如何为阻变存储器件提供适当的电压脉冲。
针对上述区别技术特征，对比文件3已经公开了：向存储单元位线提供的电压V是一个前沿缓慢变化的三角波或者梯形波（参见说明书第8-9段，附图4b）。本领域技术人员基于对比文件3公开的上述内容，结合本领域的公知常识，即前沿缓慢变化的三角波或者梯形波所提供的电压脉冲会有效地减小电流过冲效应，可以容易知晓，在阻变存储设备中，如果在阻变器件两端施加这种电压脉冲，则电流过冲效应会被抑制，从而客观上会防止在每次转变时氧缺陷生成数量的大量增加，从而使氧缺陷数量可控，相应地会产生提高阻变设备转换次数和提高器件可靠性的技术效果。在对比文件3已经解决了本申请的该技术问题的前提下，本领域技术人员可以设计的电压脉冲波形可以包括：（1）前沿缓慢变化、之后陡峭下降的电压脉冲；（2）前沿缓慢变化、之后电压持续在峰值，并最终陡峭下降的电压脉冲；（3）前沿缓慢变化、之后电压持续在峰值，并缓慢下降的电压脉冲；（4）前沿缓慢变化、之后立即缓慢下降的电压脉冲等，这些均是本领域技术人员针对电压脉冲类型的常规设计，因此，该电压脉冲波形的设计属于本领域技术人员的公知常识，无需付出创造性劳动，而由波形下降方式的变化所带来的技术效果也是本领域技术人员可以预期的。
综上所述，在对比文件3的基础上结合公知常识得到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是显而易见的。因此，权利要求1不具有突出的实质性特点和显著的进步，不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.2关于权利要求2-3
权利要求2-3分别对权利要求1作了进一步限定，对比文件3进一步公开了（参见说明书第8-9段，附图4b）以下技术内容：电压V是一个以三角或梯形上升的正电压(相当于电压脉冲为前沿缓慢上升的正脉冲)，当向存储单元编程“0”时，电压V是一个以三角或梯形下降的负电压（相当于电压脉冲为前沿缓慢下降的负脉冲）。即，对比文件3公开了权利要求2-3的附加技术特征。因此，当其引用的权利要求不具备创造性时，从属权利要求2-3也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.3关于权利要求4
权利要求4对权利要求1作了进一步限定，其附加技术特征为“所述电压脉冲从起始点到脉冲峰值或谷值之间的时间大于电压脉冲的持续时间的20％”，具体涉及的是电压脉冲从起始点到脉冲峰值或谷值之间的时间与电压脉冲的持续时间之间的关系，该电压脉冲前沿缓慢变化的持续时间具体与电压脉冲的持续时间是何种比例关系，仅是基于阻变存储设备在实际工作中的阻变特性进行的常规设计，其具体选择是基于阻变存储设备转换次数的实际要求，并不需要本领域技术人员付出创造性劳动。因此，当其引用的权利要求1不具备创造性时，权利要求4也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.4关于权利要求5
权利要求5对权利要求1作了进一步限定，其附加技术特征为“所述电压脉冲波形为三角波、或正弦波、或余弦波、或升余弦波、或梯形波”。对比文件3公开了（参见说明书第8-9段，附图4b）：向存储单元位线提供的电压V是一个前沿缓慢变化的三角波或者梯形波。即，对比文件3公开了权利要求5的附加技术特征中的“所述电压脉冲波形为三角波或梯形波”。而对于其他技术方案所述的电压脉冲为正弦波、余弦波或升余弦波，仅是本领域上升沿和下降沿缓慢变化的波形方式的一种常规选择，属于公知常识。因此，当其引用的权利要求1不具备创造性时，权利要求5也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.5关于权利要求6-10
权利要求6-10是与产品权利要求1-5对应的方法权利要求，其各个步骤与相应产品权利要求中的各组成单元对应一致，参见审查意见2.1-2.5对权利要求1-5的评述，当权利要求1-5不具备创造性时，基于相同理由，权利要求6-10也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3．关于复审请求人意见陈述的答复
针对复审请求人在意见陈述书中的意见，合议组认为：对比文件3公开了（参见说明书第8段，附图4b）：位线驱动器BD向位线提供电压，在操作存储器单元时，在晶体管MOS处于ON的状态的同时向位线提供一个线电压V，其中向存储单元位线提供的电压V是一个三角波或者梯形波（相当于通过位线与所述开关元件的导通同步地向所述阻变器件两端施加前沿缓慢变化的电压脉冲）。本申请与对比文件3的区别仅在于本申请施加的脉冲波形下降沿也是缓慢变化的，而对比文件3是陡峭下降的。然而，本领域技术人员基于对比文件3公开的上述内容，结合本领域的公知常识，即前沿缓慢变化的三角波或者梯形波所提供的电压脉冲会有效地减小电流过冲效应，可以知晓，在阻变存储设备中，如果在阻变器件两端施加这种电压脉冲，则电流过冲效应会被抑制，并且客观上会防止在每次转变时氧缺陷生成数量的大量增加，从而使氧缺陷数量可控，相应地会产生提高阻变设备转换次数和提高器件可靠性的技术效果。此外，基于上述内容，针对脉冲波形下降沿也是缓慢变化的这一点，仅是本领域技术人员基于对比文件3已经公开的电压脉冲类型的常规设计，基于对比文件3已经公开的前沿缓慢变化的电压脉冲，本领域技术人员可以设计的电压脉冲波形包括多种形式，包括：（1）前沿缓慢变化、之后陡峭下降的电压脉冲；（2）前沿缓慢变化、之后电压持续在峰值，并最终陡峭下降的电压脉冲；（3）前沿缓慢变化、之后电压持续在峰值，并缓慢下降的电压脉冲；（4）前沿缓慢变化、之后立即缓慢下降的电压脉冲等。这些电压脉冲波形的设计属于本领域技术人员的常规设计，无需付出创造性劳动。而基于对比文件3公开的内容，本领域技术人员容易想到，可以合理设计前沿缓慢变化的三角波的正电平持续的时间，从而产生足够的氧离子去复合氧空位，可以使器件的耐久特性提高，在此基础上，结合本领域各种类型电压脉冲波形的公知常识，如何设计电压脉冲波形下降沿的变化是本领域技术人员的常规选择，其所产生的技术效果也是可以预期的。此外，对比文件3中图4（b）所提出的脉冲信号与本申请的电压脉冲信号区别仅在于，对比文件3的脉冲信号下降沿为陡峭的，但对于本领域技术人员而言，在已经可以设计缓慢上升的上升沿的基础上，将对比文件3的下降沿也设计为缓慢下降，这并不难实现，其在电路实现方面不需要付出创造性的劳动，并且技术效果也是可以预期的。
综上，复审请求人的意见陈述不具备说服力，合议组不予接受。
据此，合议组依法作出如下决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年04月25日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服，根据专利法第41条第2款的规定，复审请求人可自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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