一种HfO2基铁电隧道结神经突触器件及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种HfO2基铁电隧道结神经突触器件及其制备方法。该HfO2基铁电隧道结神经突触器件包括：衬底，同时作为底部电极；铁电叠层，形成在所述衬底上，包括氧化锆种子层，HZO薄膜以及氧化铝覆盖层；顶部电极阵列，形成在所述铁电叠层上，以所述顶部电极阵列作为人工神经网络的突触前膜，所述底部电极作为人工神经网络的突触后膜，通过对所述顶部电极阵列和所述底部电极施加电学刺激，实现人工神经网络的放电时间依赖可塑性：当顶部电极受到的刺激早于底部电极，出现突触的长时程增强，反之，则出现突触的长时程抑制。通过优化铁电叠层的结构，引入氧化锆种子层和氧化铝覆盖层显著提高了器件的存储特性，并实现了神经突触的学习与记忆功能。记忆功能。记忆功能。

【技术实现步骤摘要】
一种HfO2基铁电隧道结神经突触器件及其制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体制造
，具体涉及一种HfO2基铁电隧道结神经突触器件及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着信息技术的不断发展，信息产品对数据传输和存储的要求越来越高。如何能够在对信息的高速处理的同时满足低功耗的要求，一直以来都是研究的热点。随着半导体器件特征尺寸的进一步等比例缩小，传统的闪存技术将达到尺寸的极限。为进一步提高器件的性能，技术人员开始对新结构，新材料，新工艺进行积极的探索。近年来，各种新型非挥发性存储器得到了迅速发展。其中，铁电隧道结(FTJ)凭借其结构简单、微缩能力强、高密度、数据保持时间长以及与CMOS工艺兼容等优势，受到业界越来越多的关注。
[0003]人类大脑能够在超低能耗下达到超高处理速度。如果能够通过某种微电子器件结构来模拟大脑的工作机制，实现类脑功能，上述问题将得到很好地解决。FTJ的二端口结构以及特有的阻变特性可用于模拟神经突触的非线性传输，实现人工神经领域的应用。大脑的神经元通过突触连接并由此进行信息的传递，到目前为止，许多能够实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种HfO2基铁电隧道结神经突触器件，其特征在于，包括：衬底，同时作为底部电极；铁电叠层，形成在所述衬底上，包括氧化锆种子层，HZO薄膜以及氧化铝覆盖层；顶部电极阵列，形成在所述铁电叠层上，以所述顶部电极阵列作为人工神经网络的突触前膜，所述底部电极作为人工神经网络的突触后膜，通过对所述顶部电极阵列和所述底部电极施加电学刺激，实现人工神经网络的放电时间依赖可塑性：当顶部电极受到的刺激早于底部电极，出现突触的长时程增强，反之，则出现突触的长时程抑制。2.根据权利要求1所述的HfO2基铁电隧道结神经突触器件，其特征在于，所述氧化锆种子层的厚度为2nm。3.根据权利要求1所述的HfO2基铁电隧道结神经突触器件，其特征在于，所述HZO薄膜的厚度为10nm。4.根据权利要求1所述的HfO2基铁电隧道结神经突触器件，其特征在于，所述氧化铝覆盖层的厚度为3nm。5.根据权利要求1所述的HfO2基铁电隧道结神经突触器件，其特征在于，所述衬底为p型重掺杂Si。6.一种HfO2基铁电隧道结神经突触器件制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在衬底...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱颢，曹园园，刘逸伦，陈琳，孙清清，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：