基于二维材料的多功能光敏突触器件及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种基于二维材料的多功能光敏突触器件及其制备方法，器件包括：衬底，设置于衬底上方的栅极、源极、漏极及堆叠结构，所述堆叠结构包括第一二维材料层、第二二维材料层及第三二维材料层，栅极设置在衬底上方，栅极上方依次覆盖第一二维材料层、第二二维材料层及第三二维材料层，第三二维材料层上方分别覆盖源极及漏极且源极与漏极之间形成沟道。第二二维材料层中包括缺陷态的六方氮化硼，第一二维材料层作为吸光层，第二二维材料层作为隔离层，第三二维材料层作为读出层。本发明专利技术器件结构简单，工作原理简洁易懂，制备工艺简单，易于上手；基于纯二维薄膜材料垂直堆叠，尺寸小，有利于高密度高集成度的需要。利于高密度高集成度的需要。利于高密度高集成度的需要。

【技术实现步骤摘要】
基于二维材料的多功能光敏突触器件及其制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体器件
，尤其涉及一种基于二维材料的多功能光敏突触器件及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着人工智能的进一步发展，高效的数据访问和海量的数据存储需求对计算模块与存储单元相独立的传统冯
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诺依曼架构体系提出了越来越大的挑战，同时，半导体技术发展已逼近于摩尔定律极限，通过提升工艺来提升冯
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诺依曼架构性能也越来越困难。而通过模拟生物大脑中神经元和突触进行数据处理的神经形态计算由于具有低能耗、自适应学习、高并行计算等优点,已经成为了高性能计算发展的一个重要方向，在器件层面上，制备出具有模拟生物大脑中突触功能的人工突触器件成为了一个十分重要的研究方向。
[0003]二维材料相比于传统体材料在厚度、界面、迁移率等方面具有优异的特性，多样的材料选择范围、多种性质的材料堆叠可形成多种器件结构，实现丰富的器件功能。而其原子层级别的厚度在未来器件的小型化和集成化方面也具有着极大的优势，在半导体技术后摩尔时代具有广泛的应用价值。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于二维材料的多功能光敏突触器件，其特征在于，包括：衬底；设置于衬底上方的栅极、源极、漏极及堆叠结构，所述堆叠结构包括第一二维材料层、第二二维材料层及第三二维材料层，所述栅极设置在衬底上方，栅极上方依次覆盖第一二维材料层、第二二维材料层及第三二维材料层，所述第三二维材料层上方分别覆盖源极及漏极且源极与漏极之间形成沟道，其中，所述第二二维材料层中包括缺陷态的六方氮化硼，所述第一二维材料层作为吸光层，所述第二二维材料层作为隔离层，所述第三二维材料层作为读出层。2.根据权利要求1所述的基于二维材料的多功能光敏突触器件，其特征在于，所述第二二维材料层的缺陷态的六方氮化硼通过以下方式获得：在温度为1200℃～1450℃，压强为10Pa的条件下进行生长，并在生长过程中引入0.6％的碳，进而得到缺陷态的六方氮化硼。3.根据权利要求1所述的基于二维材料的多功能光敏突触器件，其特征在于，所述第一二维材料层包含具备光吸收功能的二维半导体材料；第一二维材料层包括若干过渡金属硫化物层或若干过渡金属硒化物层或两者的混合。4.根据权利要求1所述的基于二维材料的多功能光敏突触器件，其特征在于，所述第三二维材料层包括导电透光的二维材料；所述第三二维材料层包括单层或5层及以下石墨烯、单层或5层及以下过渡金属硫化物或单层或5层及以下过渡金属硒化物。5.根据权利要求1所述的基于二维材料的多功能光敏突触器件，其特征在于，所述衬底为绝缘材料衬底或所述衬底的顶层为绝缘材料层；绝缘材料为玻璃、氧化硅片、陶瓷、PET及PI中的任意一种。6.根据权利要求1
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5任意一项所述的基于二维材料的多功能光敏突触器件，其特征在于，包括两个栅极和两个第一二维材料层，两个栅极之间形成第一通道，两个第一二维材料层分别覆盖在两个栅极的上方，两个第一二维材料层之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐杨，周嘉超，李涵茜，徐心艺，田丰，陈丽，陈安哲，俞滨，
申请(专利权)人：浙江大学杭州国际科创中心，
类型：发明
国别省市：