[发明专利]一种突触晶体管及其制备方法

说明书

本发明提供了一种突触晶体管及其制备方法，属于突触晶体管技术领域。本发明提供了一种突触晶体管，包括自下而上依次设置的有源层、绝缘层、栅极、易失电子层、感应电极1、易得电子层、感应电极2和基板；所述有源层为长方体；所述绝缘层包覆于所述有源层顶面的中部和两个相对侧面的中部；所述栅极包覆于所述绝缘层的表面；所述有源层顶面的两端未包覆绝缘层的部分分别设有漏电极和源电极；所述栅极的上表面依次接触设置易失电子层和感应电极1；所述基板的下表面依次接触设置感应电极2和易得电子层；所述栅极和基板之间垂直设置有支撑柱，使易得电子层与感应电极1之间形成空隙。

技术领域

本发明属于突触晶体管技术领域，具体涉及一种突触晶体管及其制备方法。

背景技术

随着大数据和海量信息时代的到来，基于CMOS逻辑门和冯诺依曼架构的传统计算机芯片的发展己经遇到了瓶颈。受人类大脑运算模式启发，模拟神经形态的电子器件成为了研究热点，尤其是突触晶体管。要实现真正的“类脑运算”，研制出运算速度快、性能稳定、功耗小的突触晶体管是必须攻关的技术难题。从结构上来说，当前的突触晶体管结构主要是基于TFT结构，器件从上到下依次为有源层、绝缘层和栅极，此结构的突触晶体管中栅极只能在一个方向上控制沟道电流，导致对导电沟道的控制能力不强，使沟道的漏电流变大，从而增加了器件的功耗。

因此，有必要设计一种突触晶体管以增加栅极对沟道电流的控制能力，从而降低器件的功耗。

发明内容

本发明的目的在于提供一种突触晶体管及其制备方法。本发明提供的突触晶体管中栅极能够从三个方向对沟道电流进行控制，极大地提升了栅极对沟道电流的控制能力，从而降低了器件的功耗。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种突触晶体管，包括自下而上依次设置的有源层、绝缘层、栅极、易失电子层、感应电极1、易得电子层、感应电极2和基板；

所述有源层为长方体；

所述绝缘层包覆于所述有源层顶面的中部和两个相对侧面的中部；所述栅极包覆于所述绝缘层的表面；

所述有源层顶面的两端未包覆绝缘层的部分分别设有漏电极和源电极；

所述栅极的上表面依次接触设置易失电子层和感应电极1；

所述基板的下表面依次接触设置感应电极2和易得电子层；

所述栅极和基板之间垂直设置有支撑柱，使易得电子层与感应电极1之间形成空隙。

优选地，所述有源层的材质为ZnO、InZnO和InGaN中的至少一种，厚度为10～250nm，宽度为10～400nm，长度为50～600nm。

优选地，所述绝缘层从里到外依次包括阳性聚电解质层、固态电解质层和阴性聚电解质层，所述绝缘层的厚度为30～150nm。

优选地，所述阳性聚电解质层、固态电解质层和阴性聚电解质层的厚度独立地为10～50nm。

优选地，所述易失电子层的材质为聚二甲基硅氧烷、聚氯乙烯、聚酰亚胺和特氟龙中的至少一种，厚度为200nm～20μm。

优选地，所述感应电极1和感应电极2的材质独立地为铜、铝、金、银、钼、钨、镍、铁、锌和铂中的至少一种，厚度独立地为10～200nm。

优选地，所述易得电子层的材质为聚甲基丙烯酸甲酯，厚度为200nm～20μm。

优选地，所述基板的材质为聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚酰亚胺。

优选地，所述支撑柱的材质为硼磷硅玻璃、二氧化硅和氮化硅中的至少一种，高度为500nm～50μm。