一种极化增强的铁电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极化增强的铁电神经突触器件及其制备方法。该极化增强的铁电神经突触器件包括：衬底；二维铁电薄膜，形成在所述衬底上，作为沟道；源电极和漏电极，形成在所述二维铁电薄膜两侧；铁电栅介质层，其为铪基铁电薄膜，形成在上述器件上；栅电极，形成在所述铁电栅介质层上，且位于所述沟道上方；向栅电极施加正向电压，铪基铁电薄膜发生极化翻转，器件电阻变小，这时极化强度仅取决于铪基铁电薄膜；继续施加正向电压，铪基铁电薄膜和二维铁电薄膜均发生极化翻转，器件的电阻变为最小，极化强度变为最大，实现极化增强以及阻态调控范围增加的效果。范围增加的效果。范围增加的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种极化增强的铁电神经突触器件及其制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，具体涉及一种极化增强的铁电神经突触器件及其制备方法。

技术介绍

[0002]铁电神经突触晶体管通常由沟道、铁电层和栅极的堆叠结构组成，依靠铁电层在电压的激励作用下发生极化翻转，完成器件的电阻状态转变，从而实现神经突触中的权重调制功能。开发高性能的铁电神经突触晶体管对于构建神经形态计算体系，实现存算一体功能具有重要意义。
[0003]传统的铁电材料如Pb(Zr,Ti)O3等材料通常具有较小能带，使得需要较厚的尺寸才能降低器件的漏电流，非常不利于器件的尺寸微缩。并且由于这些材料中含有Pb等对环境不友好的组分以及较低的CMOS工艺兼容性，开发新型铁电材料刻不容缓。铪基掺杂高K介质材料作为一种原子层沉积的CMOS 工艺兼容材料体系，可在10nm的厚度下展现出优异的铁电性能，具有应用于下一代铁电器件的巨大潜力。
[0004]虽然基于铪基铁电材料的神经突触晶体管可以展现出优异的电阻调控特性，但是权重调控的范围需要进一步增加以应对更为复杂的计算需求，反映到材本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种极化增强的铁电神经突触器件，其特征在于，包括：衬底；二维铁电薄膜，形成在所述衬底上，作为沟道；源电极和漏电极，形成在所述二维铁电薄膜两侧；铁电栅介质层，其为铪基铁电薄膜，形成在上述器件上；栅电极，形成在所述铁电栅介质层上，且位于所述沟道上方；向栅电极施加正向电压，铪基铁电薄膜发生极化翻转，器件电阻变小，这时极化强度仅取决于铪基铁电薄膜；继续施加正向电压，铪基铁电薄膜和二维铁电薄膜均发生极化翻转，器件的电阻变为最小，极化强度变为最大，实现极化增强以及阻态调控范围增加的效果。2.根据权利要求1所述的极化增强的铁电神经突触器件，其特征在于，所述二维铁电薄膜为α
‑
In2Se3、SnTe。3.根据权利要求1所述的极化增强的铁电神经突触器件，其特征在于，所述铪基铁电薄膜为Hf
0.5
Zr
0.5
O2，HfAlO
x
，HfLaO
x
，HfSiO
x
。4.根据权利要求1所述的极化增强的铁电神经突触器件，其特征在于，所述二维铁电薄膜的厚度为1nm～10nm；长度为6μm～20μm；宽度为1μm～10μm。5.根据权利要求1所述的极化增强的铁电神经突触器件，其特征在于，所述衬底为氧化硅片、低掺硅片、玻璃。6.一种极化增强的铁电神经突触器件制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：王天宇，孟佳琳，李庆轩，陈琳，孙清清，张卫，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：