專利名稱：：一種新型電場調(diào)控的互補場效應(yīng)管及其邏輯電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種新型的利用電場調(diào)控的互補場效應(yīng)管，及其邏輯電路，具體地說是涉及一種利用電場控制的具有可逆電致電阻效應(yīng)的互補場效應(yīng)晶體管，邏輯電路包括基本的非門、與非門、或非門電路以及由其組合形成的各種其它電路。
背景技術(shù)：
：普通的場效應(yīng)晶體管由多數(shù)載流子參與導(dǎo)電，也稱為單極型晶體管，屬于電壓控制型半導(dǎo)體器件。它具有輸入電阻高、噪聲小、功耗低、動態(tài)范圍大、易于集成等優(yōu)點。但是它仍具有非常大的漏電流，而且是易失性的，在工作過程中需要始終維持柵極電壓穩(wěn)定，這在柵極處于高電平的情況下會造成非常大的電損耗。電致電阻效應(yīng)是材料的電阻在外加電場下產(chǎn)生明顯的變化，表現(xiàn)為特有的電阻-電場曲線，即電滯曲線。利用這一效應(yīng)可以通過調(diào)節(jié)外加電場來對材料的電阻進行調(diào)控。電滯曲線一般有兩種形式，即階躍型和線性緩變型。當(dāng)電致電阻為階躍型時，在外加電場為正或負向時，材料的電阻表現(xiàn)為高或低阻態(tài)，這兩種狀態(tài)的電阻的變化率可達400%。(參考文獻S.RizwanandX.F.Han*etal.’CPLVol.28，No.10(2011)107504)。因此可作為存儲單元或者邏輯器件。為此可以發(fā)展許多電子器件，如電場調(diào)制型場效應(yīng)管、開關(guān)型電場傳感器、電場驅(qū)動型隨機存儲器等電子器件。而當(dāng)電致電阻為線性緩變時，電阻隨外加電場按一定比例變化，這樣可以用于制作數(shù)控電阻、模擬電路中的放大器等。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個目的在于利用階躍型電致電阻提供一種電場控制的具有互補特性場效應(yīng)管，及其邏輯電路，包括基本的反相器、與非門、或非門電路，以及由這些基本邏輯電路所組合形成的各類電路。本發(fā)明的另一個目的在于提供一種電場控制場效應(yīng)管的控制電路，及其邏輯電路，包括基本的反相器、與非門、或非門電路，以及由這些基本邏輯電路所組合形成的各類電路。本發(fā)明的另一個目的在于利用上述兩種場效應(yīng)管制作現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)中的尋址表。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種新型的電場控制的開關(guān)型場效應(yīng)晶體管。它的核心結(jié)構(gòu)為電極層/功能層/緩沖層/絕緣勢壘層/導(dǎo)電層(含保護層)。其中所述電極層為導(dǎo)電材料，作為下電極用于在鐵電或多鐵性材料上施加電場；功能層為鐵電或多鐵性材料，可在電場的作用下改變和調(diào)控其電極化強度的大小及其方向；緩沖層作為上電極用于在鐵電或多鐵性材料上施加垂直或平行電場；中間的絕緣勢壘層為氧化物，用于阻斷漏電流；導(dǎo)電層(含保護層)的電阻會受到功能層電極化場的影響而發(fā)生階躍型變化。在底層和緩沖層之間加上一個垂直或平行電壓，它會在功能層形成電場，電壓從零逐漸增加時，施加在功能層上的電場也逐漸增加。當(dāng)電場小于一定閾值時，導(dǎo)電層的電阻不變化，而當(dāng)電場超過該閾值之后，導(dǎo)電層的電阻會發(fā)生突變，由高阻態(tài)變?yōu)榈妥钁B(tài)或由低阻態(tài)變?yōu)楦咦钁B(tài)。而當(dāng)電場反向并且超過一定閾值時，同樣會使導(dǎo)電層的電阻再次發(fā)生突變，從而實現(xiàn)電場控制的開關(guān)型場效應(yīng)晶體管的功能。在上述技術(shù)方案中多層膜的制備可以使用PLD、ALD、CVD、PVD、MBE等方法組合進行制備并利用微加工技術(shù)對其進行結(jié)構(gòu)處理。在上述技術(shù)方案中電場的施加與反向可以通過將一個電極接地，然后在另外一個電極上施加正電壓或負電壓實現(xiàn)。在上述技術(shù)方案中電場的施加與反向同樣也可以通過以下方法實現(xiàn)，即使兩個電極的電壓都可以變化當(dāng)一個電極為零電壓時，另外一個電極電壓為正；反之亦然。這樣同樣可以產(chǎn)生正向和反向的電場。在上述技術(shù)方案中電場的施加與反向同樣也可以通過在一個電極上施加一個中間電壓Vm，在另外一個電極上施加高電壓Vh或低電壓'，其中Vm=(Vh+VJ/2，定義νΔ=Vh-Vdi,V.所產(chǎn)生的電場大于電致電阻的翻轉(zhuǎn)電場，從而當(dāng)電極±的電壓在高低電壓之間變化時便可以實現(xiàn)高低阻態(tài)的變化。根據(jù)本專利的一個方面，將兩個上述場效應(yīng)管的核心結(jié)構(gòu)背對背組合，形成導(dǎo)電層/絕緣勢壘層/緩沖層/功能層/緩沖層/絕緣勢壘層/導(dǎo)電層結(jié)構(gòu)，導(dǎo)電層中包括保護層，這樣便可以形成具有互補特性的兩個場效應(yīng)管。每層的材料與上述場效應(yīng)管中的材料類型相同，而與上述結(jié)構(gòu)不同的是兩個緩沖層作為控制柵極，通過在這兩層上施加垂直或平行的電壓，然后通過改變適當(dāng)?shù)碾妷罕憧梢詫崿F(xiàn)正向或反向的翻轉(zhuǎn)電場。這個翻轉(zhuǎn)電場便會誘導(dǎo)兩個導(dǎo)電層中的電阻發(fā)生變化，但由于這兩層導(dǎo)電層恰好反對稱排列，因此導(dǎo)電層中的電阻變化方向相反。即當(dāng)一個導(dǎo)電層處于低阻態(tài)時另外一個導(dǎo)電層則處于高阻態(tài)。在上述技術(shù)方案中多層膜的制備可以使用PLD、ALD、CVD、PVD、MBE等方法組合進行制備并利用微加工技術(shù)對其進行結(jié)構(gòu)處理。在上述技術(shù)方案中電場的施加與反向可以通過將一個緩沖層接地，然后在另外一個緩沖層上施加正電壓或負電壓實現(xiàn)。在上述技術(shù)方案中電場的施加與反向同樣也可以通過以下方法實現(xiàn)，即使兩個緩沖層的電壓都可以變化當(dāng)一個緩沖層為零電壓時，另外一個緩沖層電壓為正；反之亦然。這樣同樣可以產(chǎn)生正向和反向的電場。在上述技術(shù)方案中電場的施加與反向同樣也可以通過在一個緩沖層上施加一個中間電壓Vm，在另外一個緩沖層上施加高電壓Vh或低電壓'，其中Vm=(Vh+')/2，定義νΔ=(Va-Vffl)/2,νΔ所產(chǎn)生的電場大于電致電阻的翻轉(zhuǎn)電場，從而當(dāng)緩沖層上的電壓在高低電壓之間變化時便可以實現(xiàn)兩個導(dǎo)電層的高低阻態(tài)的變化。根據(jù)本專利的一個方面，利用上述第一種場效應(yīng)管，通過和電阻搭配可以制作基本的邏輯電路，包括反相器、與非門、或非門，以及由這些基本電路所構(gòu)成的復(fù)雜邏輯電路。根據(jù)本專利的一個方面，利用上述第二種場效應(yīng)管，由于它是互補型的雙場效應(yīng)管，因此可以制作基本的互補型邏輯電路，包括反相器、與非門、或非門，以及由這些基本電路所構(gòu)成的復(fù)雜邏輯電路。互補型邏輯電路是無比邏輯電路，邏輯電平與器件的尺寸無關(guān)，它遠優(yōu)于上一種邏輯電路，因為第一種場效應(yīng)管制作的邏輯電路為有比邏輯電路。在上述方案中電路中器件的互聯(lián)可以利用現(xiàn)有大規(guī)模集成電路的制作工藝流程實現(xiàn)，易于集成化和大規(guī)模生產(chǎn)。由于上述場效應(yīng)管的四個電極層可以位于電路板的不同的層內(nèi)，因此可以實現(xiàn)多層布線，增加單層內(nèi)器件數(shù)目。根據(jù)本專利的一個方面，利用上述邏輯電路可以實現(xiàn)現(xiàn)場可編程邏輯門陣列(FPGA)，與SRAM-FPGA相比，利用電致電阻制作的ERAM-FPGA則具有非易失性，掉電之后信息不會丟失，同時可以消除靜態(tài)的電損耗。新型的電場控制的場效應(yīng)晶體管與普通的場效應(yīng)管相比有很大的不同一方面該發(fā)明的場效應(yīng)管為電場控制型，具有更高的輸入阻抗，可達MΩ量級，這樣輸入的漏電流更小，不會影響輸入電路的信號；另一方面該發(fā)明的場效應(yīng)管是非易失性的，當(dāng)柵極的電場消失后，場效應(yīng)管仍維持原有的電阻狀態(tài)，因此在工作時只需預(yù)先輸入一個控制脈沖即可，而無需維持，這樣可以極大地減小電路的電損耗，降低器件功耗。符號;符號;以下，結(jié)合附圖來詳細說明本發(fā)明的實施例，其中圖IA為電場垂直施加的電致電阻場效應(yīng)管的核心結(jié)構(gòu)及其自定義的電氣符號；圖IB為電場水平施加的電致電阻場效應(yīng)管的核心結(jié)構(gòu)及其自定義的電氣符號；圖2A為電場垂直施加的互補型電致電阻場效應(yīng)管的基本結(jié)構(gòu)及其自定義的電氣圖2B為電場垂直施加的互補型電致電阻場效應(yīng)管的工藝結(jié)構(gòu)圖2C為電場水平施加的互補型電致電阻場效應(yīng)管的基本結(jié)構(gòu)及其自定義的電氣圖2D為電場水平施加的互補型電致電阻場效應(yīng)管的工藝結(jié)構(gòu)圖3A為利用電致電阻場效應(yīng)管實現(xiàn)反相器的電路；圖3B為利用電致電阻場效應(yīng)管實現(xiàn)與非門電路；圖3C為利用電致電阻場效應(yīng)管實現(xiàn)或非門電路；圖4A為利用互補型電致電阻場效應(yīng)管實現(xiàn)反相器的電路；圖4B為利用互補型電致電阻場效應(yīng)管實現(xiàn)與非門電路；圖4C為利用互補型電致電阻場效應(yīng)管實現(xiàn)或非門電路；圖5為利用電致電阻場效應(yīng)管和互補型電致電阻場效應(yīng)管實現(xiàn)FPGA中雙通道輸入的LUT(look-uptable)功能的電路；圖6為數(shù)控電阻的控制與輸出電路。圖7a為本發(fā)明的納米多層膜結(jié)構(gòu)示意圖；圖7b為結(jié)構(gòu)AB0L1/SUB/BFL/IS0/NM(orFM,orAFM)/CAP；圖7c為結(jié)構(gòu)BSUB/B0L2/FCL/IS0/NM(orFM,orAFM)/CAP；圖7d為結(jié)構(gòu)CSUB/B0L2/FCL/BFL/IS0/NM(orFM,orAFM)/CAP；圖7e為結(jié)構(gòu)DSUB/B0L2/FCL/FM1/NM/FM2/AFM/CAP；圖7f為結(jié)構(gòu)ESUB/B0L2/FCL/FM/AFM/CAP；圖7g為結(jié)構(gòu)FSUB/B0L2/FCL/FM1/NM/FM2/CAP；圖7h為結(jié)構(gòu)GSUB/B0L2/FCL/FM/CAP；6圖7i結(jié)構(gòu)HB0L1/SUB/FM1/NM/FM2/AFM/CAP；圖7j為結(jié)構(gòu)I:B0L1/SUB/FM/AFM/CAP；圖7k為結(jié)構(gòu)JB0L1/SUB/FM1/NM/FM2/CAP；圖71為結(jié)構(gòu)KB0L1/SUB/FM/CAP；圖8a為本發(fā)明實施例I的納米多層膜的結(jié)構(gòu)示意圖8b為器件電阻R隨外加電場E變化關(guān)系示意圖。圖9a本發(fā)明實施例2的納米多層膜的結(jié)構(gòu)示意圖9b為中間導(dǎo)電層為磁性金屬Co75Fe25的器件電阻R隨外加電場E變化關(guān)系不意圖；圖9c為中間導(dǎo)電層為Co75Fe25，外加變化的電場E與納米多層膜電阻R的測量結(jié)果示意圖，并在測量的同時施加IkOe的磁場；圖9d為中間導(dǎo)電層為5nm的Al膜，外加變化的電場E與納米多層膜電阻R的測量結(jié)果示意圖；圖9e為中間導(dǎo)電層為5nm的IrMn反鐵磁合金薄膜，外加變化的電場E與納米多層膜電阻R的測量結(jié)果示意圖；圖IOa為根據(jù)本發(fā)明實施例3中以圖Ia中的納米多層膜結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的電場調(diào)制型場效應(yīng)管原理圖；圖IOb為根據(jù)本發(fā)明實施例4中以圖Ia中的納米多層膜結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的電場調(diào)制型場效應(yīng)管原理圖。圖IOc為根據(jù)本發(fā)明實施例5中以圖Ia中的納米多層膜結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的電場調(diào)制型場效應(yīng)管原理圖。圖IOd為根據(jù)本發(fā)明實施例6中以圖Ia中的納米多層膜結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的電場調(diào)制型場效應(yīng)管原理圖。圖IOe為根據(jù)本發(fā)明實施例7中以圖Ia中的納米多層膜結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的電場調(diào)制型場效應(yīng)管原理圖。圖IOf為根據(jù)本發(fā)明實施例8中以圖Ia中的納米多層膜結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的電場調(diào)制型場效應(yīng)管原理圖。圖Ila為根據(jù)本發(fā)明實施示例3為設(shè)計原理以圖Ia中的納米器件為存儲單元的電場驅(qū)動型隨機存儲器(Electric-field-switchingRandomAccessMemory,ERAM)原理示意圖；圖Ilb為根據(jù)本發(fā)明實施示例4為設(shè)計原理以圖Ia中的納米器件為存儲單元的電場驅(qū)動型隨機存儲器(Electric-field-switchingRandomAccessMemory,ERAM)原理示意圖；圖Ilc為根據(jù)本發(fā)明實施示例5為設(shè)計原理以圖Ia中的納米器件為存儲單元的電場驅(qū)動型隨機存儲器(Electric-field-switchingRandomAccessMemory,ERAM)原理示意圖；圖Ild為根據(jù)本發(fā)明實施示例6為設(shè)計原理以圖Ia中的納米器件為存儲單元的電場驅(qū)動型隨機存儲器(Electric-field-switchingRandomAccessMemory,ERAM)原理示意圖lie為根據(jù)本發(fā)明實施示例7為設(shè)計原理以圖Ia中的納米器件為存儲單元的電場驅(qū)動型隨機存儲器(Electric_field-switchingRandomAccessMemory,ERAM)原理示意圖；圖Ilf為根據(jù)本發(fā)明實施示例8為設(shè)計原理以圖Ia中的納米器件為存儲單元的電場驅(qū)動型隨機存儲器(Electric-field-switchingRandomAccessMemory,ERAM)原理示意圖。具體實施例方式[實施例I]圖IA和圖IB為利用電致電阻效應(yīng)實現(xiàn)的場效應(yīng)管(FET-ERl)的核心結(jié)構(gòu)及自定義的電氣符號。它的結(jié)構(gòu)為電極層/功能層/緩沖層/絕緣勢壘層/導(dǎo)電層，給合薄膜沉積技術(shù)與光刻技術(shù)得到如圖I中所示的場效應(yīng)管。該場效應(yīng)管共有四個電極，其中底層和緩沖層分別引出兩個電極做為控制極①和②，而在導(dǎo)電層的兩端同樣引出兩個電極③和④與外電路相連。在底層和緩沖層之間加上一個正向電壓時，它會在功能層形成電場，電壓從零逐漸增加時，施加在功能層上的電場也逐漸增加。當(dāng)電場小于一定閾值時，導(dǎo)電層的電阻不變化，而當(dāng)電場超過該閾值之后，導(dǎo)電層的電阻會發(fā)生突變，由高阻態(tài)變?yōu)榈妥钁B(tài)或由低阻態(tài)變?yōu)楦咦钁B(tài)。而當(dāng)電場反向并且超過一定閾值時，同樣會使導(dǎo)電層的電阻再次發(fā)生突變。由圖IA和圖IB可知，這四個電極位于不同的層上，電極之間通過SiO2彼此絕緣，因此在進行實際電路設(shè)計時可以實現(xiàn)分層布線，大大減小布線的難度，并且可以提高集成的器件的個數(shù)。整個電路的布線層可以有三層底部的電極層一般做為布線的參考層，該層的電位保持不變，因此置于多層電路板的最低層，在一套電路中對于多個該發(fā)明的場效應(yīng)管可以將這個參考層全部相連，統(tǒng)一接到參考電位上；中部的緩沖層做為布線的控制層，所有場效應(yīng)管的控制極均位于此層；頂部的導(dǎo)電層做為布線的電路層，大部分的電路均布于此層，而它與控制層可以通過過孔實現(xiàn)連接。上述參考層和控制層的電位可以交叉互換，這樣可以實現(xiàn)場效應(yīng)管高低阻態(tài)的變化，如表I中的類型I所示，但這種方法會使每個場效應(yīng)管有附加的外圍電路，使集成度下降；同樣上述的參考層中的電位可以保持為零電位，即接地，這樣控制層的電壓必須同時具有正和負電壓輸入功能，才能實現(xiàn)該發(fā)明的場效應(yīng)管高低阻態(tài)的變化，如表I中的類型2所示。這種類型的控制方式需要有附加的負電壓產(chǎn)生電路，但每個晶體管無需附加外電路；參考層中的電位也可以保持為恒定值Vm，則控制層上施加高電壓Vh或低電壓'，其*Vm=(Vh+VJ/2，定義V,=Va-Vffl,V.所產(chǎn)生的電場大于電致電阻的翻轉(zhuǎn)電場，從而當(dāng)電極上的電壓在高低電壓之間變化時便可以實現(xiàn)高低阻態(tài)的變化，如表I中的類型3所示。該電路的設(shè)計最為簡單，但是參考電壓的選取需要非常精確，否則會引起誤操作。表I控制狀態(tài)列表(FET-ERl)權(quán)利要求1.一種新型的電場調(diào)制型互補場效應(yīng)管，其特征在于，所述互補型場效應(yīng)管的基本結(jié)構(gòu)為導(dǎo)電層I、絕緣勢壘層I、緩沖層I、功能層、緩沖層2、絕緣勢壘層2、導(dǎo)電層2、緩沖層I和緩沖層2上的電極作為該互補型場效應(yīng)管的柵極和背柵，用于進行電場的垂直或水平施加；導(dǎo)電層I上的兩個電極作為源極I和漏極1，導(dǎo)電層2上的兩個電極作為源極2和漏極2。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新型的電場調(diào)制型互補場效應(yīng)管，其特征在于，所述的互補型場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)可為導(dǎo)電層I、絕緣勢壘層I、緩沖層I、功能襯底層、緩沖層2、絕緣勢壘層2、和導(dǎo)電層2。3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新型的電場調(diào)制型互補場效應(yīng)管，其特征在于，所述的互補:導(dǎo)電層I、功g纟層和導(dǎo)電層2。型場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)可為4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新型的電場調(diào)制型互補場效應(yīng)管，其特征在于，所述的互補:導(dǎo)電層I、功能襯底層和導(dǎo)電層2。型場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)可為5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新型的電場調(diào)制型互補場效應(yīng)管，其特征在于，所述的底層包括導(dǎo)電金屬材料。6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新型的電場調(diào)制型互補場效應(yīng)管，其特征在于，所述的功能層包括鐵電或多鐵性納米薄膜，可根據(jù)實際需要預(yù)先沉積種子層。7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新型的電場調(diào)制型互補場效應(yīng)管，其特征在于，所述的導(dǎo)電層包括非磁金屬層、磁性金屬層、反鐵磁性層、導(dǎo)電分子材料、拓撲絕緣體材料、或摻雜導(dǎo)電半導(dǎo)體材料等。8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任意一項所述的一種新型的電場調(diào)制型互補場效應(yīng)管，其特征在于，所述互補型場效應(yīng)管共有6個電極，分別為柵極、背柵、源極I漏極I、源極2和漏極2。在柵極和背柵間施加合適的電壓對功能層中的電耦極矩進行翻轉(zhuǎn)，而導(dǎo)電層I和導(dǎo)電層2由于是反對稱分布，因此導(dǎo)電層I中的源極I和漏極I之間電阻狀態(tài)的改變與導(dǎo)電層2中的源極2和漏極2之間電阻狀態(tài)的改變是互補的，即改變方向相反。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的新型的電場調(diào)制型互補場效應(yīng)管，其特征在于，所述的在柵極和背柵之間施加合適的電壓V，該電壓V所產(chǎn)生的電場要超過導(dǎo)電層中的阻態(tài)翻轉(zhuǎn)電場。該電壓的施加方向可以有三種第一種是柵極和背柵上一個電極加高電壓V,另一個電極接地，或者反向施加，實現(xiàn)功能層電場的翻轉(zhuǎn)；第二種是背柵接地，柵極上接正電壓V或負電壓-V，實現(xiàn)功能層電場的翻轉(zhuǎn)；第三種為背柵接參考電壓Vm，柵極接高壓V或接地，其中Vm=V/2，且Vm所產(chǎn)生的電場超過導(dǎo)電層中的阻態(tài)翻轉(zhuǎn)電場，從而實現(xiàn)功能層電場的翻轉(zhuǎn)。10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任意一項所述的新型的電場調(diào)制型互補場效應(yīng)管，其特征在于，所述的互補型場效應(yīng)管控制方法設(shè)計基本邏輯電路并包括由基本電路組合形成的其它邏輯電路。基本邏輯電路包括由互補型場效應(yīng)管組合形成的反相器、與非門、或非門電路。11.一種新型可編程場效應(yīng)管控制電路，其特征在于，場效應(yīng)管基本結(jié)構(gòu)為底電極層、功能層、緩沖層、絕緣層和導(dǎo)電層。底層和緩沖層上的電極作為該場效應(yīng)管的柵極和背柵，用于進行電場的施加；和導(dǎo)電層相連通的兩個金屬電極作為源極和漏極。在柵極和背柵間施加合適的電壓對功能層中的電耦極矩進行翻轉(zhuǎn)，進而實現(xiàn)導(dǎo)電層中源極和漏極之間電阻狀態(tài)的改變，在高低阻態(tài)之間轉(zhuǎn)換。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的場效應(yīng)管控制電路，其特征在于，控制電路用于在柵極和背柵上施加電壓，該電壓V所產(chǎn)生的電場要超過導(dǎo)電層中的阻態(tài)翻轉(zhuǎn)電場。該電壓的施加方向可以有三種第一種是柵極和背柵上一個電極加高電壓V，另一個電極接地，或者反向施加，實現(xiàn)功能層電場的翻轉(zhuǎn)；第二種是背柵接地，柵極上接正電壓V或負電壓-V，實現(xiàn)功能層電場的翻轉(zhuǎn)；第三種為背柵接參考電壓Vm，柵極接高壓V或接地，其中Vm=V/2，且Vm所產(chǎn)生的電場超過導(dǎo)電層中的阻態(tài)翻轉(zhuǎn)電場，從而實現(xiàn)功能層電場的翻轉(zhuǎn)。13.一種新型可編程場效應(yīng)管控制電路所實現(xiàn)的邏輯電路，其特征在于，場效應(yīng)管基本結(jié)構(gòu)為底電極層、功能層、緩沖層、絕緣層和導(dǎo)電層。底層和緩沖層上的電極作為該場效應(yīng)管的柵極和背柵，用于進行電場的施加；和導(dǎo)電層相連通的兩個金屬電極作為源極和漏極。在柵極和背柵間施加合適的電壓對功能層中的電耦極矩進行翻轉(zhuǎn)，進而實現(xiàn)導(dǎo)電層中源極和漏極之間電阻狀態(tài)的改變，在高低阻態(tài)之間轉(zhuǎn)換。14.一種由場效應(yīng)管和電阻組合形成的反相器、與非門、或非門基本邏輯電路。15.一種由場效應(yīng)管和接地場效應(yīng)管組合形成的反相器、與非門、或非門基本邏輯電路。16.根據(jù)權(quán)利要求1-15所述的場效應(yīng)管和互補型場效應(yīng)管控制方法設(shè)計現(xiàn)場可編程門陣列FPGA中的尋址表(Look-uptable)。全文摘要本發(fā)明提供一種新型電場調(diào)制型場效應(yīng)管及其衍生的互補型場效應(yīng)管。所述新型場效應(yīng)管的柵極和背柵施加一定電壓時，源極和漏極之間的電阻狀態(tài)在高低阻態(tài)之間變化；所述的互補型場效應(yīng)管具有柵極、背柵、源極1和漏極1、源極2、漏極2，當(dāng)柵極和背柵施加一定電壓時，源極1和漏極1之間的電阻狀態(tài)與源極2和漏極2之間的電阻狀態(tài)變化相反，呈互補形式。利用上述的場效應(yīng)管和互補型場效應(yīng)管可以設(shè)計基本的邏輯電路，并包括由基本電路所組合形成的其它電路，以及現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)。利用線性電致電阻效應(yīng)可以設(shè)計數(shù)控可調(diào)電阻。本發(fā)明提出的新型場效應(yīng)管和互補型場效應(yīng)管具有設(shè)計簡單，集成度高、輸入阻抗大、非易失性等優(yōu)點。文檔編號G11C11/15GK102593129SQ20111030480公開日2012年7月18日申請日期2011年9月26日優(yōu)先權(quán)日2011年9月19日發(fā)明者劉東屏,郭鵬,陳怡然,韓秀峰申請人:中國科學(xué)院物理研究所