基于离子阱的多状态器件制造技术

提供了一种半导体结构，其包含控制栅极偏压并具有增加的输出电压保持率和电压分辨率的非易失性电池。该半导体结构可以包括半导体衬底，该半导体衬底包括位于源极/漏极区域之间的至少一个沟道区域。栅极电介质材料位于半导体衬底的沟道区域上。电池堆叠位于栅极电介质材料上。该电池堆叠包括：位于栅极电介质材料上的阴极集电器，位于阴极集电器上的阴极材料，位于阴极材料上的第一离子扩散阻挡材料，位于第一离子扩散阻挡材料上的电解质，位于电解质上的第二离子扩散阻挡材料，位于第二离子扩散阻挡材料上的阳极区域和位于阳极区域上的阳极集电器。

Multi state device based on ion trap

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于离子阱的多状态器件
技术介绍
本专利技术涉及半导体技术。更具体地，本专利技术涉及一种半导体结构，其包含控制栅极偏置的非易失性电池，该结构可用于神经形态计算。神经形态技术旨在模仿人脑的神经网络架构。该技术的起源可以追溯到1980年代后期。近年来，人们对神经形态工程产生了新的兴趣。类脑芯片的基本前提是复制单个神经元的形态并建立人工神经系统。最终目标是创建一种计算机，该计算机可以复制人脑的某些基本特征。尽管人脑的神经科学研究尚未完成，但正在进行工作以实现脑计算机类比。尽管神经科学尚未完全掌握人脑的所有复杂性，但神经形态工程师仍致力于设计一种计算机，该计算机具有迄今为止已知的三个大脑特征：较低的功耗(人脑使用较少的能量，但是却极其复杂)，容错(大脑失去神经元并且仍然能够运行，而微处理器可能会受到一个晶体管的丢失的影响)并且无需进行编程(与计算机不同，大脑能够自发地学习并响应来自环境的信号)。因此，需要神经形态计算的进步，以设计具有人脑特征的计算机。
技术实现思路
提供一种半导体结构，该半导体结构包含控制栅极偏压的非易失性电池。非易失性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体结构，包括：/n半导体衬底，包括至少一个位于源极/漏极区域之间的沟道区域；/n栅极电介质材料，位于所述半导体衬底的所述沟道区域上；以及/n电池堆叠，位于栅极电介质材料上，其中所述电池堆叠包括位于所述栅极电介质材料上的阴极集电器，位于所述阴极集电器上的阴极材料，位于所述阴极材料上的第一离子扩散阻挡材料，位于所述第一离子扩散阻挡材料上的电解质，位于所述电解质上的第二离子扩散阻挡材料，位于所述第二离子扩散阻挡材料上的阳极区域和位所述于阳极区域上的阳极集电器。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171130 US 15/828,0071.一种半导体结构，包括：
半导体衬底，包括至少一个位于源极/漏极区域之间的沟道区域；
栅极电介质材料，位于所述半导体衬底的所述沟道区域上；以及
电池堆叠，位于栅极电介质材料上，其中所述电池堆叠包括位于所述栅极电介质材料上的阴极集电器，位于所述阴极集电器上的阴极材料，位于所述阴极材料上的第一离子扩散阻挡材料，位于所述第一离子扩散阻挡材料上的电解质，位于所述电解质上的第二离子扩散阻挡材料，位于所述第二离子扩散阻挡材料上的阳极区域和位所述于阳极区域上的阳极集电器。


2.如权利要求1所述的结构，其中所述栅极电介质材料具有与所述电池堆叠的所述侧壁边缘垂直对准的侧壁边缘。


3.如权利要求1所述的结构，其中，所述第一和第二离子扩散阻挡材料具有小于1E-6cm2/s的离子扩散率。


4.如权利要求3所述的结构，其中，所述第一和第二离子扩散阻挡材料包括二氧化硅、氧化铝、氟化铝、氧化镁或其多层堆叠。


5.如权利要求3所述的结构，其中，所述第一和第二离子扩散阻挡材料完全由氧化铝(Al2O3)构成。


6.如权利要求1所述的结构，其中，所述衬底是体半导体衬底。


7.如权利要求1所述的结构，其中，所述衬底是绝缘体上半导体衬底的最顶层半导体材料层。


8.如权利要求1所述的结构，其中，所述栅极电介质材料和所述电池堆叠的一部分在所述源极/漏极区域上方延伸。


9.如权利要求1所述的结构，其中所述栅极电介质材料包括高k栅极电介质材料。


10.如权利要求9所述的结构，其中，所述高k栅极电介质材料包括HfO2、ZrO2，La2O3、Al2O3、TiO2、SrTiO3、LaAlO3、Y2O3、HfOxNy、ZrOxNy、La2OxNy、Al2OxNy、Ti...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宁，李允锡，J·德索萨，D·萨达纳，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：美国;US