多功能突触器件及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种多功能突触器件及其制作方法，本发明专利技术技术方案在半导体衬底表面的第一隔离层上形成有至少一个突触单元，所述突触单元包括：相对数设置的第一电极和第二电极；位于所述第一电极和所述第二电极之间的功能层；所述第一电极与所述功能层形成肖特基接触，所述第二电极与所述功能层形成欧姆接触。所述多功能突触器件可以实现突触单元的短时程可塑性以及长时程可塑性，并且两种可塑性能够实现任意切换。同时突触单元能够在不同的转变特性中均保持着高整流比，有利于大规模的3D集成。集成。集成。

【技术实现步骤摘要】
多功能突触器件及其制作方法


[0001]本专利技术涉及半导体器件
，更具体的说，涉及一种多功能突触器件及其制作方法。

技术介绍

[0002]随着数据时代的到来，数据量呈现出爆发式的增长，这也增加了传统计算架构在对海量数据处理带来了挑战。传统的计算架构基于存算分离的方式对于数据进行处理，这在能效以及处理速度上存在很大的限制。
[0003]近年来，基于新原理器件实现存算一体的神经网络计算架构得到了广泛的验证。但是，在构建神经网络计算的硬件时，需要对应制备仿生器件，其一就是突触器件。目前基于新原理器件实现的突触的功能已经被广泛研究。在实现神经网络计算时，通常不同的突触功能适合不同的应用。为了能够提高器件的多功能用途，基于同一器件实现多种突触功能将成为一种迫切的需求。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请提供了一种多功能突触器件及其制作方法，方案如下：
[0005]一种多功能突触器件，所述多功能突触器件包括：
[0006]半导体衬底；
[0007]位于所述半导体衬底表面的第一隔离层；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多功能突触器件，其特征在于，所述多功能突触器件包括：半导体衬底；位于所述半导体衬底表面的第一隔离层；设置在所述第一隔离层背离所述半导体衬底一侧的至少一个突触单元；其中，所述突触单元包括：相对数设置的第一电极和第二电极；位于所述第一电极和所述第二电极之间的功能层；所述第一电极与所述第二电极中的一者为高功函数电极，另一者为低功函数第二电极；所述高功函数电极与所述功能层形成肖特基接触，所述低功函数电极与所述功能层形成欧姆接触。2.根据权利要求1所述的多功能突触器件，其特征在于，所述功能层的材料为金属氧化物，所述功能层包括至少一层子功能层。3.根据权利要求2所述的多功能突触器件，其特征在于，所述金属氧化物为HfO2、TiO
x
和TaO
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中的任一种；所述高功函数电极的材料为Pt、Au和Pd中的任一种；所述低功函数电极的材料为Ti或TiN。4.根据权利要求3所述的多功能突触器件，其特征在于，所述功能层的厚度为3nm
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50nm；所述高功函数电极的厚度为20nm
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200nm；所述低功函数电极的厚度为20nm
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200nm。5.根据权利要求1所述的多功能突触器件，其特征在于，具有多个在第一方向上堆叠的所述突触单元；所述第一方向是由所述半导体衬底指向所述第一隔离层的方向；每个所述突触单元具有独立的所述第一电极、所述功能层、所述第二电极；对于任意相邻的两个所述突触单元，一个所述突触单元中的第一电极与另一个所述突触单元中的第二电极相邻设置。6.根据权利要求5所述的多功能突触器件，其特征在于，所述第一电极与所述第二电极均具有多个平行设置的条形子电极；对于同一所述突触单元，所述第一电极中的条形子电极垂直于所述第二电极中的条形子电极；对于任意相邻的两个所述突触单元，二者相邻的所述条形子电极在所述第一方向上相对重合...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘琦，吴祖恒，张续猛，时拓，刘宇，张培文，刘明，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：