[發(fā)明專利]一種聲音探測器件及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110363361.2
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN113086941B
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙天石;趙春;趙策洲;劉伊娜;楊莉
• 申請（專利權(quán)）人: 西交利物浦大學(xué)
• 主分類號: B81B7/02
• 分類號: B81B7/02
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆

本發(fā)明公開了一種聲音探測器件及其制備方法。該聲音探測器件包括：襯底基板；突觸晶體管，位于所述襯底基板的一側(cè)；所述突觸晶體管包括柵極、源極和漏極、位于所述柵極與所述源極和漏極之間的電荷存儲層、位于電荷存儲層與柵極之間的絕緣層、以及位于電荷存儲層與源極和漏極之間的溝道層，且源極和漏極分別與溝道層電連接；納米摩擦發(fā)電機(jī)，位于襯底基板的一側(cè)；納米摩擦發(fā)電機(jī)包括相對設(shè)置的正摩擦層和負(fù)摩擦層；正摩擦層與柵極電連接；納米摩擦發(fā)電機(jī)用于在聲波的驅(qū)動下，控制正摩擦層與負(fù)摩擦層接觸或分離。本技術(shù)方案通過將突觸晶體管和納米摩擦發(fā)電機(jī)結(jié)合實(shí)現(xiàn)了聲音探測器件的自驅(qū)動，降低了聲音探測器件的功耗。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實(shí)施例涉及微電子器件技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種聲音探測器件及其制備方法。

背景技術(shù)

生物聽覺系統(tǒng)可以檢測、處理和存儲聲音信號。目前，使用微電子器件系統(tǒng)模擬生物聽覺系統(tǒng)的人工突觸系統(tǒng)逐漸成為科研人員的研究熱點(diǎn)。為了使微電子器件能夠模擬生物的聽覺，需要利用突觸晶體管等微電子器件存儲、處理聲音信號的功能。但現(xiàn)有技術(shù)中仿生系統(tǒng)的突觸晶體管大多需要外部供電，這樣會增加突觸晶體管等微電子器件額外的能耗。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種聲音探測器件及其制備方法，實(shí)現(xiàn)了聲音探測器件的自驅(qū)動設(shè)計，降低了聲音探測器件的功耗。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種聲音探測器件，該聲音探測器件包括：

襯底基板；

突觸晶體管，位于所述襯底基板的一側(cè)；所述突觸晶體管包括柵極、源極和漏極、位于所述柵極與所述源極和漏極之間的電荷存儲層、位于所述電荷存儲層與所述柵極之間的絕緣層、以及位于所述電荷存儲層與源極和漏極之間的溝道層，且所述源極和所述漏極分別與所述溝道層電連接；

納米摩擦發(fā)電機(jī)，位于所述襯底基板的一側(cè)；所述納米摩擦發(fā)電機(jī)包括相對設(shè)置的正摩擦層和負(fù)摩擦層；所述正摩擦層與所述柵極電連接；所述納米摩擦發(fā)電機(jī)用于在聲波的驅(qū)動下，控制所述正摩擦層與所述負(fù)摩擦層接觸或分離。

可選的，所述電荷存儲層包括電荷俘獲層和隧穿層；

所述電荷俘獲層用于在所述柵極產(chǎn)生偏壓時，向所述隧穿層提供載流子；

所述隧穿層用于積累所述載流子，并將所述載流子存儲至所述溝道層。

可選的，所述隧穿層包括第一隧穿層和第二隧穿層；

所述電荷俘獲層設(shè)置于所述第一隧穿層和第二隧穿層之間。

可選的，所述電荷俘獲層包括二維鈦化碳氮材料；所述隧穿層包括氧化鈦材料。

可選的，所述正摩擦層與所述柵極同層設(shè)置且為一體結(jié)構(gòu)。

可選的，所述納米摩擦發(fā)電機(jī)還包括負(fù)摩擦電極；

所述負(fù)摩擦電極與所述負(fù)摩擦層接觸且位于所述負(fù)摩擦層背離所述正摩擦層的一側(cè)。

可選的，所述柵極、所述正摩擦層、所述源極和所述漏極的材料均包括ITO材料。

第二方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種聲音探測器件的制備方法，用于制備上述第一方面所述的聲音探測器件，該制備方法包括：

提供襯底基板；

在所述襯底基板上分別形成突觸晶體管和納米摩擦發(fā)電機(jī)；

其中，所述突觸晶體管包括柵極、源極和漏極、位于所述柵極與所述源極和漏極之間的電荷存儲層、位于所述電荷存儲層與所述柵極之間的絕緣層、以及位于所述電荷存儲層與源極和漏極之間的溝道層，且所述源極和所述漏極分別與所述溝道層電連接；所述納米摩擦發(fā)電機(jī)包括相對設(shè)置的正摩擦層和負(fù)摩擦層；所述正摩擦層與所述柵極電連接；所述納米摩擦發(fā)電機(jī)用于在聲波的驅(qū)動下，控制所述正摩擦層與所述負(fù)摩擦層接觸或分離。