【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体，具体涉及一种异质结感存算器件及其制备方法。
技术介绍
1、传统的集成电路芯片面临着存储器与计算器分离的局限，信息需要频繁的在两者之间进行交互，增大了信息传递的复杂度与系统能耗，不利于信息处理效率的进一步提高。特别是传感器与计算器之间需要额外的模数转换器等信号转换单元，进一步降低了系统的效率。为了实现高效率的信息感知、计算与存储，避免信息在传感器端采集后转换、处理、传递至计算单元，以及计算单元处理、转换后传递至存储单元的复杂过程，开发同时具有感知、计算与存储功能的感存算一体化新型神经形态器件具有关键意义。
2、二维材料作为一种新型的半导体材料，不仅具有亚纳米级超薄的厚度、高迁移率、可调的能带结构，而且具有优异的光电响应特性，可用于光电探测等信息采集应用场景。通过利用二维材料本征的光响应能力，可以实现感存算功能中的感知功能，从而构建感存算一体化器件。
3、一维材料相比于传统的薄膜材料与二维材料而言，进一步微缩了尺寸空间，并且可在一维方向上展现出优异的半导体特性，有利于替换掉传统半导体材料，实现集成电路中的高密度集成。另一方面，借助一维半导体材料和二维半导体材料在不同波段优异的光电响应，通过一维材料与二维材料的异质集成，可以实现器件光响应波段与光响应灵敏度的增强效果。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术公开一种异质结感存算器件，包括：衬底；背栅电极，形成在所述衬底上；第一栅介质层/第二栅介质层/第三栅介质层叠层，形成在所述背栅电极
2、本专利技术的异质结感存算器件中，优选为，所述第一栅介质层和所述第三栅介质层为氮化硼、氧化铝、氧化钽、氧化钛或氧化硅；所述第二栅介质层为氧化铪、氧化锆、氧化锌或氧化镓。
3、本专利技术的异质结感存算器件中，优选为，所述一维纳米线为cdse、cds、te、se或sb2se3。
4、本专利技术的异质结感存算器件中，优选为，所述二维层状半导体材料为res2、ws2、pts2或mos2。
5、本专利技术的异质结感存算器件中，优选为，所述第一栅介质层的厚度为20nm～30nm，所述第二栅介质层的厚度为8nm～12nm，所述第三栅介质层的厚度为3nm～5nm。
6、本专利技术还公开一种异质结感存算器件制备方法，包括以下步骤：在衬底上形成背栅电极；在所述背栅电极上形成第一栅介质层/第二栅介质层/第三栅介质层叠层；在所述第三栅介层上形成具有近红外波段响应的一维纳米线半导体材料，并在氮气环境中进行退火处理；在所述第三栅介质层上形成具有可见光波段响应的二维层状半导体材料，并在氮气环境中进行退火处理，所述二维层状半导体材料与所述一维纳米线搭接，形成一维二维异质结，作为沟道层；在所述沟道层的两侧形成源电极和漏电极。
7、本专利技术的异质结感存算器件制备方法中，优选为，所述一维纳米线为cdse、cds、te、se或sb2se3。
8、本专利技术的异质结感存算器件制备方法中，优选为，所述二维层状半导体材料为res2、ws2、pts2或mos2。
9、本专利技术的异质结感存算器件制备方法中，优选为，在400～600℃的氮气环境中对一维纳米线半导体材料进行退火处理，退火时长控制在30min～3h。
10、本专利技术的异质结感存算器件制备方法中，优选为，在600～800℃的氮气环境中对二维层状半导体材料进行退火处理，退火时长控制在20min～1h。
11、有益效果：
12、传统的集成电路芯片面临着存储器与计算器分离的局限，信息需要频繁的在两者之间进行交互，增大了信息传递的复杂度与系统能耗，不利于信息处理效率的进一步提高。特别是传感器与计算器之间需要额外的模数转换器等信号转换单元，进一步降低了系统的效率。为了实现高效率的信息感知、计算与存储，避免信息在传感器端采集后转换、处理、传递至计算单元，以及计算单元处理、转换后传递至存储单元的复杂过程，开发同时具有感知、计算与存储功能的感存算一体化新型神经形态器件具有关键意义。
13、二维材料作为一种新型的半导体材料，不仅具有亚纳米级超薄的厚度、高迁移率、可调的能带结构，而且具有优异的光电响应特性，可用于光电探测等信息采集应用场景。通过利用二维材料本征的光响应能力，可以实现感存算功能中的感知功能，从而构建感存算一体化器件。
14、一维材料相比于传统的薄膜材料与二维材料而言，进一步微缩了尺寸空间，并且可在一维方向上展现出优异的半导体特性，有利于替换掉传统半导体材料，实现集成电路中的高密度集成。另一方面，借助一维半导体材料和二维半导体材料在不同波段优异的光电响应，通过一维材料与二维材料的异质集成，可以实现器件光响应波段与光响应灵敏度的增强效果。
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2.根据权利要求1所述的异质结感存算器件，其特征在于，
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【技术特征摘要】
1.一种异质结感存算器件，其特征在于，
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3.根据权利要求1所述的异质结感存算器件，其特征在于，
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5.根据权利要求1所述的异质结感存算器件，其特征在于，
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【专利技术属性】
技术研发人员：孟佳琳，王天宇，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：
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