一种突触晶体管及其制备方法技术

本发明专利技术属于晶体管技术领域，具体涉及一种突触晶体管及其制备方法。本发明专利技术提供的突触晶体管包括栅电极，栅电极的方形接触端覆盖有压电层，在压力的作用下回产生突触后电流IDS，压电层作用到栅电极位置不同产生后电流也不同，从而实现压力位置的检测，进而实现对触觉的模拟；凝胶电解质的设置能够实现对触觉的模拟。本发明专利技术提供的突触晶体管能够模拟人体感知系统，实现对触觉和嗅觉两种不同类型的刺激信号的共同感知，提高了突触晶体管的感知精度，增强了对外部信息的判断精确度。强了对外部信息的判断精确度。强了对外部信息的判断精确度。

【技术实现步骤摘要】
一种突触晶体管及其制备方法


[0001]本专利技术属于晶体管
，具体涉及一种突触晶体管及其制备方法。

技术介绍

[0002]对于生物感知系统来说，每一种感觉都会提供一种独特的信息，例如力是一种触觉体验，光是一种视觉体验，虽然力和光等其他刺激是不同属性的信息，但上丘脑中的细胞会联合来自不同感觉通道的信息，并且将这些信息进行整合，使得多感觉输入之和比从单通道得到的信息更有用。
[0003]但是，对于目前的各类传感器(包括力学传感器、光学传感器)和人造突触器件(包括突触晶体管、忆阻器)来说，结构简单且功能单一，限制了感知器件对周围环境的判断精度。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种突触晶体管及其制备方法，本专利技术提供的突触晶体管能够实现对触觉和嗅觉两种不同类型的刺激信号的共同感知，提高了感知精度，增强了对外部信息的判断精确度。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种突触晶体管，包括衬底1和设置在所述衬底1表面上的源电极2、漏电极3、第一栅电极4、第二栅电极5和第三栅电极6；
[0007]所述源电极2、漏电极3、第一栅电极4、第二栅电极5和第三栅电极6均包括线性端和方形接触端；
[0008]所述源电极2、漏电极3、第一栅电极、第二栅电极5和第三栅电极6的线性端相互平行；
[0009]所述源电极2的线性端端部区域和漏电极3的线性端端部区域上设置有有源层7；
[0010]所述源电极2的线性端的剩余区域、漏电极3的线性端的剩余区域、第一栅电极4的线性端的端部区域、第二栅电极5的线性端的端部区域、第三栅电极6的线性端的端部区域上设置有绝缘层8；
[0011]所述第一栅电极4的线性端的剩余区域、第二栅电极5的线性端的剩余区域、第三栅电极6的线性端的剩余区域和有源层7上设置有凝胶电解质层9；
[0012]所述第一栅电极4的方形接触端、第二栅电极5的方形接触端和第三栅电极6的方形接触端上分别设置有第一压电层10、第二压电层11和第三压电层12。
[0013]优选的，所述源电极2、漏电极3、第一栅电极4、第二栅电极5和第三栅电极6独立的包括依次层叠设置的第一电极层和第二电极层；
[0014]所述第一电极层的材料包括钼、铝和钛中的一种或几种；
[0015]所述第二电极层的材料包括氧化铟锡。
[0016]优选的，所述源电极2、漏电极3、第一栅电极4、第二栅电极5和第三栅电极6的厚度
独立的为200nm。
[0017]优选的，所述有源层7的材料包括ZnO、InZnO和InGaZnO中的一种或几种；
[0018]所述有源层7的厚度为60nm。
[0019]优选的，所述凝胶电解质层9的材料包括聚乙烯醇水凝胶；所述凝胶电解质层9的厚度为500μm。
[0020]优选的，所述聚乙烯醇水凝胶的制备方法包括以下步骤：
[0021]将聚乙烯醇、甘油、氯化钙和水混合后，经冷冻干燥，得到所述聚乙烯醇水凝胶。
[0022]优选的，所述绝缘层8的材料包括氮化硅和/或氧化硅；
[0023]所述绝缘层8的厚度为200nm。
[0024]优选的，所述第一压电层10、第二压电层11和第三压电层12独立的包括设置在方形接触端上的PVDF
‑
TrFE压电薄膜和设置在所述PVDF
‑
TrFE压电薄膜上的电极层。
[0025]优选的，所述PVDF
‑
TrFE压电薄膜的厚度为100μm；所述电极层的厚度为150nm。
[0026]本专利技术还提供了上述技术方案所述的突触晶体管的制备方法，包括以下步骤：
[0027]在衬底表面制备源电极2、漏电极3、第一栅电极4、第二栅电极5和第三栅电极6；
[0028]在所述源电极2的线性端端部区域和漏电极3的线性端端部区域上制备有源层7；
[0029]在所述第一栅电极4的线性端端部区域、第二栅电极5的线性端端部区域、第三栅电极6的线性端端部区域和有源层7上制备凝胶电解质层9；
[0030]在所述源电极2、漏电极3、第一栅电极4、第二栅电极5、第三栅电极6的剩余线性端区域上制备绝缘层8；
[0031]在所述第一栅电极4的方形接触端、第二栅电极5的方形接触端和第三栅电极6的方形接触端上分别制备第一压电层10、第二压电层11和第三压电层12，得到所述突触晶体管。
[0032]本专利技术提供了一种突触晶体管，包括衬底1和所述衬底1表面上的源电极2、漏电极3、第一栅电极4、第二栅电极5和第三栅电极6；所述源电极2、漏电极3、第一栅电极4、第二栅电极5和第三栅电极6均包括线性端和方形接触端；所述源电极2、漏电极3、第一栅电极、第二栅电极5和第三栅电极6的线性端相互平行；所述源电极2的线性端端部区域和漏电极3的线性端端部区域上设置有有源层7；所述源电极2的线性端的剩余区域、漏电极3的线性端的剩余区域、第一栅电极4的线性端的端部区域、第二栅电极5的线性端的端部区域、第三栅电极6的线性端的端部区域上设置有绝缘层8；所述第一栅电极4的线性端的剩余区域、第二栅电极5的线性端的剩余区域、第三栅电极6的线性端的剩余区域和有源层7上设置有凝胶电解质层9；所述第一栅电极4的方形接触端、第二栅电极5的方形接触端和第三栅电极6的方形接触端上分别设置有第一压电层10、第二压电层11和第三压电层12。本专利技术提供的突触晶体管能够实现对触觉和嗅觉两种不同类型的刺激信号的共同感知，提高了突触晶体管的感知精度，增强了对外部信息的判断精确度。
附图说明
[0033]图1为本专利技术提供的突触晶体管的结构示意图，其中1
‑
衬底，2
‑
源电极，3
‑
漏电极，4
‑
第一栅电极，5
‑
第二栅电极，6
‑
第三栅电极，7
‑
有源层，8
‑
绝缘层，9
‑
凝胶电解质层，10
‑
第一压电层，11
‑
第二压电层，12
‑
第三压电层；
[0034]图2为凝胶电解质层的截面的结构示意图，其中，2
‑
源电极，3
‑
漏电极，4
‑
第一栅电极，5
‑
第二栅电极，6
‑
第三栅电极，7
‑
有源层，9
‑
凝胶电解质层；
[0035]图3为本专利技术得到的突触晶体管和气体作用前后凝胶电解质层中离子变化对比图，其中，a
‑
作用前，b
‑
作用后；
[0036]图4为实施例1得到的突触晶体管的转移曲线图；
[0037]图5为实施例1得到的突触晶体管在不同脉宽下后电流的变化曲线图；
[0038]图6本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种突触晶体管，其特征在于，包括衬底(1)和设置所述衬底(1)表面上的源电极(2)、漏电极(3)、第一栅电极(4)、第二栅电极(5)和第三栅电极(6)；所述源电极(2)、漏电极(3)、第一栅电极(4)、第二栅电极(5)和第三栅电极(6)均包括线性端和方形接触端；所述源电极(2)、漏电极(3)、第一栅电极(4)、第二栅电极(5)和第三栅电极(6)的线性端相互平行；所述源电极(2)的线性端的端部区域和漏电极(3)的线性端的端部区域上设置有有源层(7)；所述源电极(2)的线性端的剩余区域、漏电极(3)的线性端的剩余区域、第一栅电极(4)的线性端的部分区域、第二栅电极(5)的线性端的部分区域、第三栅电极(6)的线性端的部分区域上设置有绝缘层(8)在所述第一栅电极(4)的线性端的剩余区域、第二栅电极(5)线性端的剩余区域、第三栅电极(6)的线性端的剩余区域和有源层(7)上设置有凝胶电解质层(9)；所述第一栅电极(4)的方形接触端、第二栅电极(5)的方形接触端和第三栅电极(6)的方形接触端上分别设置有第一压电层(10)、第二压电层(11)和第三压电层(12)。2.根据权利要求1所述的突触晶体管，其特征在于，所述源电极(2)、漏电极(3)、第一栅电极(4)、第二栅电极(5)和第三栅电极(6)独立的包括依次层叠设置的第一电极层和第二电极层；所述第一电极层的材料包括钼、铝和钛中的一种或几种；所述第二电极层的材料包括氧化铟锡。3.根据权利要求1或2所述的突触晶体管，其特征在于，所述源电极(2)、漏电极(3)、第一栅电极(4)、第二栅电极(5)和第三栅电极(6)的厚度独立的为200nm。4.根据权利要求1所述的突触晶体管，其特征在于，所述有源层(7)的材料包括ZnO、InZnO和InGaZnO中的一种或几种；所述有源层(7)的厚度为60nm。5.根据权利要求1所述的突触晶体管，其特征在于，所述凝胶电解质层...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建华，原理，李痛快，赵婷婷，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：