[發明專利]一種突觸晶體管及其制備方法

有效

• 申請號: 202110191415.1
• 申請日: 2021-02-19
• 公開（公告）號: CN113013252B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 李俊;伏文輝;張志林;張建華
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: H01L29/786
• 分類號: H01L29/786;H01L29/10;H01L29/423;H02N1/04
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 趙曉琳

本發明提供了一種突觸晶體管及其制備方法，屬于突觸晶體管技術領域。本發明提供了一種突觸晶體管，包括自下而上依次設置的有源層、絕緣層、柵極、易失電子層、感應電極1、易得電子層、感應電極2和基板；所述有源層為長方體；所述絕緣層包覆于所述有源層頂面的中部和兩個相對側面的中部；所述柵極包覆于所述絕緣層的表面；所述有源層頂面的兩端未包覆絕緣層的部分分別設有漏電極和源電極；所述柵極的上表面依次接觸設置易失電子層和感應電極1；所述基板的下表面依次接觸設置感應電極2和易得電子層；所述柵極和基板之間垂直設置有支撐柱，使易得電子層與感應電極1之間形成空隙。

技術領域

本發明屬于突觸晶體管技術領域，具體涉及一種突觸晶體管及其制備方法。

背景技術

隨著大數據和海量信息時代的到來，基于CMOS邏輯門和馮諾依曼架構的傳統計算機芯片的發展己經遇到了瓶頸。受人類大腦運算模式啟發，模擬神經形態的電子器件成為了研究熱點，尤其是突觸晶體管。要實現真正的“類腦運算”，研制出運算速度快、性能穩定、功耗小的突觸晶體管是必須攻關的技術難題。從結構上來說，當前的突觸晶體管結構主要是基于TFT結構，器件從上到下依次為有源層、絕緣層和柵極，此結構的突觸晶體管中柵極只能在一個方向上控制溝道電流，導致對導電溝道的控制能力不強，使溝道的漏電流變大，從而增加了器件的功耗。

因此，有必要設計一種突觸晶體管以增加柵極對溝道電流的控制能力，從而降低器件的功耗。

發明內容

本發明的目的在于提供一種突觸晶體管及其制備方法。本發明提供的突觸晶體管中柵極能夠從三個方向對溝道電流進行控制，極大地提升了柵極對溝道電流的控制能力，從而降低了器件的功耗。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種突觸晶體管，包括自下而上依次設置的有源層、絕緣層、柵極、易失電子層、感應電極1、易得電子層、感應電極2和基板；

所述有源層為長方體；

所述絕緣層包覆于所述有源層頂面的中部和兩個相對側面的中部；所述柵極包覆于所述絕緣層的表面；

所述有源層頂面的兩端未包覆絕緣層的部分分別設有漏電極和源電極；

所述柵極的上表面依次接觸設置易失電子層和感應電極1；

所述基板的下表面依次接觸設置感應電極2和易得電子層；

所述柵極和基板之間垂直設置有支撐柱，使易得電子層與感應電極1之間形成空隙。

優選地，所述有源層的材質為ZnO、InZnO和InGaN中的至少一種，厚度為10～250nm，寬度為10～400nm，長度為50～600nm。

優選地，所述絕緣層從里到外依次包括陽性聚電解質層、固態電解質層和陰性聚電解質層，所述絕緣層的厚度為30～150nm。

優選地，所述陽性聚電解質層、固態電解質層和陰性聚電解質層的厚度獨立地為10～50nm。

優選地，所述易失電子層的材質為聚二甲基硅氧烷、聚氯乙烯、聚酰亞胺和特氟龍中的至少一種，厚度為200nm～20μm。

優選地，所述感應電極1和感應電極2的材質獨立地為銅、鋁、金、銀、鉬、鎢、鎳、鐵、鋅和鉑中的至少一種，厚度獨立地為10～200nm。

優選地，所述易得電子層的材質為聚甲基丙烯酸甲酯，厚度為200nm～20μm。

優選地，所述基板的材質為聚對苯二甲酸乙二醇酯或聚酰亞胺。

優選地，所述支撐柱的材質為硼磷硅玻璃、二氧化硅和氮化硅中的至少一種，高度為500nm～50μm。