[发明专利]一种具有垂直双栅结构的铁电神经突触存储器及其制备方法

权利要求书

1.一种具有垂直双栅结构的铁电神经突触存储器，其特征在于，

包括：

衬底；

背栅电极，形成在所述衬底上；

铪基铁电背栅介质，其为正交相，覆盖所述背栅电极；

二维沟道材料，形成在所述铪基铁电背栅介质上，其在水平方向的投影与背栅电极在水平方向的投影有交叠；

源电极和漏电极，形成在所述二维沟道材料两端；

铪基铁电顶栅介质，其为正交相，覆盖上述器件；

顶栅电极，形成在所述铁电顶栅介质上，其在水平方向的投影与二维沟道材料和背栅电极在水平方向的投影有交叠，

在垂直方向上实现基于双铁电耦合的双突触调控，完成时间与空间信息调整。

2.根据权利要求1所述的具有垂直双栅结构的铁电神经突触存储器，其特征在于，

所述铪基铁电背栅介质，所述铪基铁电顶栅介质为Hf_0.5Zr_0.5O₂，HfLaO_x或HfAlO_x。

3.根据权利要求1或2所述的具有垂直双栅结构的铁电神经突触存储器，其特征在于，

所述铪基铁电背栅介质，所述铪基铁电顶栅介质的厚度为10nm～20nm。

4.根据权利要求1所述的具有垂直双栅结构的铁电神经突触存储器，其特征在于，

所述背栅电极的延伸方向与所述二维沟道材料的延伸方向垂直，所述顶栅电极的延伸方向与所述二维沟道材料的延伸方向垂直。

5.根据权利要求1所述的具有垂直双栅结构的铁电神经突触存储器，其特征在于，

所述二维沟道材料为WSe₂，WS₂或MoS₂。

6.一种具有垂直双栅结构的铁电神经突触存储器制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

在衬底上形成背栅电极；

在所述衬底上形成铪基铁电背栅介质，使其覆盖所述背栅电极；

将二维沟道材料转移至所述铁电背栅介质上，且使其在水平方向的投影与所述背栅电极在水平方向的投影有交叠；

在所述二维沟道材料两端形成源电极和漏电极；

在上述器件上形成铪基铁电顶栅介质，使之覆盖上述器件；

在所述铁电顶栅介质上形成顶栅电极，且使其在水平方向的投影与所述二维沟道材料和所述背栅电极在水平方向的投影有交叠；

进行快速热退火处理，使铪基铁电背栅介质和铪基铁电顶栅介质转换为正交相，

在垂直方向上实现基于双铁电耦合的双突触调控，完成时间与空间信息调整。

7.根据权利要求6所述的具有垂直双栅结构的铁电神经突触存储器制备方法，其特征在于，

所述铪基铁电背栅介质，所述铪基铁电顶栅介质为Hf_0.5Zr_0.5O₂，HfLaO_x或HfAlO_x。

8.根据权利要求6所述的具有垂直双栅结构的铁电神经突触存储器制备方法，其特征在于，

所述铪基铁电背栅介质，所述铪基铁电顶栅介质的厚度为10nm～20nm。

9.根据权利要求6所述的具有垂直双栅结构的铁电神经突触存储器制备方法，其特征在于，

所述二维沟道材料为WSe₂，WS₂或MoS₂。

10.根据权利要求6所述的具有垂直双栅结构的铁电神经突触存储器制备方法，其特征在于，

所述快速热退火的温度为400℃～600℃，退火时长为20s～60s。