[發(fā)明專利]一種類膠質(zhì)細(xì)胞神經(jīng)形態(tài)器件及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811469105.6
• 申請(qǐng)日: 2018-12-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109585650B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-05-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊玉超;程彩蝶;黃如
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L45/00
• 分類號(hào): H01L45/00
• 代理公司: 北京萬(wàn)象新悅知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11360
• 代理人: 李稚婷

1.一種類膠質(zhì)細(xì)胞神經(jīng)形態(tài)器件，包括絕緣襯底和位于襯底上的底電極、阻變層、介質(zhì)層和頂電極，其中，所述底電極位于絕緣襯底之上，所述介質(zhì)層位于底電極之上，該介質(zhì)層中經(jīng)圖形化刻蝕出孔結(jié)構(gòu)，孔的底部暴露出底電極；所述阻變層覆蓋在該孔底部和側(cè)壁，以及包裹在該孔周圍的介質(zhì)層上；所述頂電極位于阻變層上；所述阻變層和介質(zhì)層皆為半導(dǎo)體材料，但阻變層中的離子遷移率或離子濃度與介質(zhì)層不同，且介質(zhì)層的厚度大于阻變層，使器件的阻變發(fā)生在阻變層中。

2.如權(quán)利要求1所述的類膠質(zhì)細(xì)胞神經(jīng)形態(tài)器件，其特征在于，所述介質(zhì)層比阻變層厚20nm以上。

3.如權(quán)利要求1所述的類膠質(zhì)細(xì)胞神經(jīng)形態(tài)器件，其特征在于，所述孔結(jié)構(gòu)的底面積在100μm²以下。

4.如權(quán)利要求1所述的類膠質(zhì)細(xì)胞神經(jīng)形態(tài)器件，其特征在于，所述阻變層采用金屬氧化物材料，厚度為5nm～100nm；或者采用有機(jī)材料，厚度為30nm～500nm。

5.如權(quán)利要求1所述的類膠質(zhì)細(xì)胞神經(jīng)形態(tài)器件，其特征在于，所述介質(zhì)層采用氧化物材料，厚度為30～200nm。

6.如權(quán)利要求1所述的類膠質(zhì)細(xì)胞神經(jīng)形態(tài)器件，其特征在于，所述阻變層材料選自下列化合物中的一種或多種：TaO_x、HfO_x、NbO_x、TiO_x和HfZr_xO_y，其中x、y代表氧化物中相應(yīng)元素的占比。

7.如權(quán)利要求1所述的類膠質(zhì)細(xì)胞神經(jīng)形態(tài)器件，其特征在于，所述介質(zhì)層材料選自下列化合物中的一種或多種：SiO₂、TiO₂、Al₂O₃、HfO₂、Ta₂O₅和ZrO₂。

8.權(quán)利要求1～7任一所述類膠質(zhì)細(xì)胞神經(jīng)形態(tài)器件的制備方法，包括以下步驟：

1)在絕緣襯底上光刻定義底電極的圖形，制備底電極；

2)在絕緣襯底和底電極上淀積介質(zhì)層材料，制備介質(zhì)層；

3)在介質(zhì)層上光刻定義阻變層圖形，刻蝕介質(zhì)層，刻蝕截至層為底電極，去除光刻膠，在介質(zhì)層上形成孔結(jié)構(gòu)；

4)淀積阻變層，覆蓋步驟3)形成的孔結(jié)構(gòu)的底面和側(cè)壁，以及孔周圍的介質(zhì)層；

5)在阻變層上光刻定義頂電極圖形，制備頂電極；

6)光刻定義底電極引出孔的圖形，刻蝕阻變層和介質(zhì)層，刻蝕截至層為底電極，去除光刻膠，形成底電極引出孔。

9.如權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，步驟1)制備底電極和步驟5)制備頂電極的方法是物理氣相沉積。

10.如權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，步驟2)制備介質(zhì)層的方法是磁控濺射、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法或原子層沉積；步驟4)制備阻變層的方法是反應(yīng)濺射、磁控濺射或原子層沉積。