[发明专利]一种突触器件及改善其电导调制行为的方法

说明书

本发明提出一种突触器件改善其电导调制行为的方法，所述方法通过在突触器件电极间的阻变介质区处设置氧存储层来调制电子和氧空位的迁移速度，以此提升电导抑制过程的调制线性度，并提高所述突触器件电导调节的整体对称性；本发明可以改善突触器件的电导调制线性度和电导调制对称性。

技术领域

本发明涉及微电子器件技术及应用领域，尤其是一种突触器件及改善其电导调制行为的方法。

背景技术

随着冯·诺依曼瓶颈的出现，传统计算机已难以满足人们的需求。构建类脑计算机被提上日程。突触可塑性被认为是神经学习和记忆的基础，突触可塑性的模拟对整个神经形态网络的构建举足轻重。忆阻器不仅有着结构简单、易集成和低功耗等特点，而且其独特的电阻变化和记忆行为与生物突触权重的调节具有较大的相似性，因而忆阻器在人工突触研究领域得到广泛的关注。通过对突触器件施加电脉冲刺激可以使器件电导发生连续的变化，以模仿生物突触权重的变化。研究发现，器件电导调节线性度较高或电导调节对称性较好的器件用于模式识别时，将会得到较高的模式识别精度，因此提高器件电导调节线性度和电导调节对称性很有意义。

发明内容

本发明提出一种突触器件及改善其电导调制行为的方法，可以改善突触器件的电导调制线性度和电导调制对称性。

本发明采用以下技术方案。

一种突触器件改善其电导调制行为的方法，所述方法通过在突触器件电极间的阻变介质区处设置氧存储层来调制电子和氧空位的迁移速度，以此提升电导抑制过程的调制线性度，并提高所述突触器件电导调节的整体对称性。

一种突触器件，以上所述的突触器件电极，包括上电极（05）和下电极（02）；所述阻变介质区包括层叠设置的第一介质层（03）和第二介质层（04）；所述氧存储层位于第一介质层和第二介质层的接触面处；所述上电极设于阻变介质区的顶面处，下电极设于阻变介质区的底面处。

所述突触器件还包括衬底；所述衬底、下电极、第一介质层、第二介质层、上电极自下而上依次平行层叠。

所述氧存储层可以通过使用等离子体处理工艺对第一介质层的上表面进行加工来制备。

所述衬底的材质为金属、聚合物、绝缘体或半导体；所述上电极与下电极的材质为半导体、导电金属化合物、金属合金或导电金属；所述第一介质层、第二介质层的材质为绝缘体或半导体。

所述聚合物的材料可选橡胶、PAR、PET、PEN、PMMA、PC、PEEK、塑料、PES、PCO或 PI；所述导电金属的材料可选Ni、W、Ta、Cu、Pt、Ti、Au、Al 或Ag；所述金属合金的材料可选 Ti/Ta、Ti/W、Pt/Ti、Cu/Ti、Al/Zr或Cu/Au；所述导电金属化合物的材料可选TiW、TiN、TaN 或WSi；所述半导体的材料可选AZO、Si、ZrO_x、ITO、Ge、ZnO、GZO、TaO_x、HfO_x、TiO_x、GeO_x或FTO；所述绝缘体的材料可选HfO_x、AlO_x、ZrO_x、MgO、GeO_x或SiO_x。

所述突触器件的制作方法包括以下步骤；

步骤S1、使用镀膜工艺在衬底上沉积下电极；本步骤所述镀膜工艺包括PECVD、ALD、磁控溅射、MOCVD、PLD、MBE或蒸发；

步骤S2、使用镀膜工艺在下电极上沉积第一介质层；本步骤所述镀膜工艺包括PECVD、ALD、磁控溅射、MOCVD、PLD、MBE或蒸发；

步骤S3、使用等离子体对第一介质层的上表面进行处理，形成氧存储层；