[发明专利]光电突触晶体管及其制作方法、神经处理系统

说明书

本发明公开了一种光电突触晶体管，包括：基底；栅极，设置于基底之上；栅介质层，设置于栅极之上；源电极、漏电极分别设置于栅极的两侧，且源电极、漏电极分别在栅极的一侧上沿着栅极的侧壁延伸至基底之上；沟道层，设置于栅介质层之上，且沟道层设置于源电极和漏电极之间；栅介质层设置于源电极和漏电极之间，其中，光电突触晶体管的最大刺激波长大于600nm。本发明也公开了一种光电突触晶体管的制作方法。本发明还公开了一种包括上述光电突触晶体管或采用上述制作方法制得的光电突触晶体管的神经处理系统。本发明的光电突触晶体管相对于现有技术，最大刺激波长可大于600nm以上，适用的光探测范围较宽，且能耗低，有利于光电突触晶体管的推广和发展。

技术领域

本发明涉及晶体管器件领域，具体地，涉及一种光电突触晶体及其制作方法、神经处理系统。

背景技术

随着机器学习、人工智能、区块链等技术的高速发展，人们对低功耗、高运算性能的中央处理器的需求日益增长，而基于冯·诺依曼架构的计算机在处理信息时要求处理器和内存之间进行大量数据传输单位，将不可避免地限制体系结构的计算效率。此外，基于冯·诺依曼架构计算机在不断提高计算速度的同时，能耗也急剧增加。当人们需要通过冯·诺依曼架构的计算机处理越来越多的模拟计算的时候，这些问题会变得更加严重。

现有的光电突触晶体管大多采用钙钛矿、有机半导体等材料，光探测范围小于600nm，适用的光探测范围较窄，且能耗较高，不利于光电突触晶体管的推广和发展。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种宽波段、低能耗的光电突触晶体管及其制备方法、神经处理系统。

为了达到上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：

根据本发明的一方面提供了一种光电突触晶体管，所述光电突触晶体管包括：

基底；

栅极，设置于所述基底之上；

栅介质层，设置于所述栅极之上；

源电极、漏电极分别设置于所述栅极的两侧，且所述源电极、所述漏电极分别在所述栅极的一侧上沿着所述栅极的侧壁延伸至所述基底之上；

沟道层，设置于所述栅介质层之上，且所述沟道层设置于所述源电极和所述漏电极之间；

所述栅介质层设置于所述源电极和所述漏电极之间，且所述栅介质层的一侧沿着所述源电极的侧壁延伸至所述源电极的远离所述栅极的表面上；所述栅介质层的另一侧沿着所述漏电极的侧壁延伸至所述漏电极的远离所述栅极的表面上；

其中，所述光电突触晶体管的最大刺激波长大于600nm。

进一步地，所述沟道层采用禁带宽度不超过1电子伏特的材料制成。

进一步地，所述沟道层采用Cu₂-II-IV-VI₄族光电薄膜吸收材料Cu₂Cd_aZn_1-aSnSe₄制成，其中，0＜a＜1；

或者所述沟道层采用Cu₂Cd_bZn_1-bSnSe4制成，其中，0＜b＜1；

或者所述沟道层采用CuIn_cGa_(1-c)Se₂制成，其中，其中，0＜c＜1。

进一步地，所述栅极采用铟镓锌氧化物或氧化锌或铟锡氧化物制成。

进一步地，所述栅介质层采用氧化铝制成。

进一步地，所述栅介质层的厚度为40-100nm。