掺杂离子的薄膜晶体管及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种掺杂离子的薄膜晶体管，其包括衬底、设置在衬底一表面上的栅电极、设置在衬底另一表面上的绝缘层、设置在绝缘层表面上的金属氧化物半导体层、以及设置在金属氧化物半导体层表面上的源电极和漏电极，绝缘层为掺杂离子的高介电常数材料绝缘层，离子带来了丰富的电荷，从而使得器件更容易形成双电层和发生离子掺杂，从而增大金属氧化物半导体层的电导率，使其适合模拟生物突触的长时间记忆特性；且使得薄膜晶体管器件有着更大的弛豫时间，传统的薄膜晶体管的弛豫时间大约为数十毫秒，而掺杂了离子的薄膜晶体管的弛豫时间为二百至三百毫秒，与生物突触在一个数量级，因此更适合模拟生物突触。更适合模拟生物突触。更适合模拟生物突触。

【技术实现步骤摘要】
掺杂离子的薄膜晶体管及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种掺杂离子的薄膜晶体管及其制备方法，属于半导体器件


技术介绍

[0002]人工突触电子器件是神经形态计算系统的重要组成部分，它可以超越冯
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诺伊曼结构的限制。虽然现阶段已经提出了许多双端记忆器件用于模拟生物突触，但它们存在着一些难以解决的问题，包括非线性开关、器件高电导和写入噪声，所有这些都降低了精度和能效，使得两端记忆器件被限制在了较小的体积上。近日有人报导了使用三端晶体管作为模拟生物突触的器件，由于三端晶体管的通道电导可以通过施加正压和负压进行调节，并且不需要额外的一个脉冲来激活器件，可以十分容易的控制器件的开启与关闭，因此被认为更适合模拟生物突触。然而，很少有人专门研究如何使三端人工突触薄膜晶体管能够更真实的模拟生物突触，尤其是生物突触的长时间记忆特性，使其拥有更为优秀的突触特性，为之后更为精确的模拟突触特性打下了良好的基础。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种掺杂离子的薄膜晶体管，掺杂离子的高介电常数材料作为绝缘本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种掺杂离子的薄膜晶体管，其特征在于，包括衬底、设置在所述衬底一表面上的栅电极、设置在所述衬底另一表面上的绝缘层、设置在所述绝缘层表面上的金属氧化物半导体层、以及设置在所述金属氧化物半导体层表面上的源电极和漏电极，所述绝缘层为掺杂离子的高介电常数材料绝缘层。2.如权利要求1所述的掺杂离子的薄膜晶体管，其特征在于，所述离子为钠离子或锂离子。3.如权利要求1所述的掺杂离子的薄膜晶体管，其特征在于，所述高介电常数材料为氧化铝、氧化镓、氧化钇、氧化钕、氧化镧、氧化钪、氧化锆中的一种或多种。4.如权利要求1所述的掺杂离子的薄膜晶体管，其特征在于，所述金属氧化物半导体层的材料为氧化铟、氧化锌、氧化锡、锌锡氧、铟镓锌氧和铟锌氧中的一种或多种。5.一种掺杂离子的薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，用以制备如权利要求1
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4项中任一项所述的掺杂离子的薄膜晶体管，所述制备方法包括：S1、提供衬底，对所述衬底进行清洗；S2、在所述衬底的一表面上制备栅电极；S3、对所述衬底远离所述栅电极的表面进行亲水处理；S4、利用水溶液法，在所述衬底远离所述栅电极的表面制备掺杂离子的高介电常数材料绝缘层；S5、在所述掺杂离子的高介电常数材料绝缘层上制备金属氧化物半导体层；S6、在所述金属氧化物半导体层上制备源电极和漏电极，得到掺杂离子的薄膜晶体管。6.如权利要求5所述的掺杂离子的薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，所述掺杂离子的高介电常数材料绝缘层的具体制备步骤为：a1、制备高介电常数材料前驱体溶液，并将具有离子的金属盐加入到高介电常数材料前驱体溶液混合得到混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹一心，赵春，赵策洲，刘伊娜，杨莉，
申请(专利权)人：西交利物浦大学，
类型：发明
国别省市：