[发明专利]一种异质集成的人工视网膜忆阻器件及其制备方法

权利要求书

1.一种异质集成的人工视网膜忆阻器件，其特征在于，

由两片包含人工视网膜忆阻器的硅片背部相互贴合，实现硅-硅键合，互连与集成为异质集成的人工视网膜忆阻器件，

上层人工视网膜忆阻器作为光电传感单元，下层人工视网膜忆阻器作为存储单元与处理单元，并且上层器件和下层器件均可独立完成光信号采集、处理与存储任务，

其中，上层人工视网膜忆阻器/下层人工视网膜忆阻器包括：

衬底，形成有第一凹槽；

第一隔离层，形成在所述第一凹槽的表面；

纳米柱，彼此间隔分布在所述第一凹槽中，且其高度与第一凹槽的深度相同；

包覆电极，覆盖所述第一隔离层表面和纳米柱表面；

电阻转变功能层，覆盖所述包覆电极表面且延伸覆盖第一凹槽两侧的衬底上表面；

光电感应层，形成在所述电阻转变功能层表面，与电阻转变功能层形成异质集成，用于实现光电信号的采集和处理；

中心电极，形成在所述光电感应层上，并完全填充第一凹槽，从而与包覆电极共同构成环形电极；

第二凹槽，位于第一凹槽边缘的第一隔离层处，贯穿中心电极、光电感应层和电阻转变功能层；

第二隔离层，填充于第二凹槽中；

通孔，贯穿中心电极、光电感应层、电阻转变功能层、包覆电极、硅纳米柱、第一隔离层和衬底；

互连线，填充于所述通孔中，底部与衬底底部持平，顶部位置超过中心电极的上表面，用于实现多层器件的互连；

第三凹槽，宽度与硅纳米柱相同，贯穿中心电极、光电感应层、电阻转变功能层、包覆电极、硅纳米柱、第一隔离层和衬底硅；

第三隔离层的下部，填充于所述第三凹槽，底部与衬底底部持平，顶部高于包覆电极的最低点，而低于包覆电极的最高点；

外引互连点，形成在所述第三隔离层的下部的上方，与所述包覆电极相连接，从而引出包覆电极；

第三隔离层的上部，填充于所述第三凹槽，底部与外引互连点相接，顶部高超过中心电极的上表面，而低于互连线的顶部；

接触电极，形成在填充于第一凹槽中的中心电极的上方，与环形电极共同作用于异质集成的光电感应层和电阻转变功能层，在人工视网膜器件形成环形回路。

2.根据权利要求1所述的异质集成的人工视网膜忆阻器件，其特征在于，

所述第一隔离层为Si₃N₄、SiCOH、SiON、SiOH、Al₂O₃中的至少一种或组合。

3.根据权利要求1所述的异质集成的人工视网膜忆阻器件，其特征在于，

所述包覆电极为Pt、Al、Pd、Au、Cr、Ni、Zn或Ag。

4.根据权利要求1所述的异质集成的人工视网膜忆阻器件，其特征在于，

所述电阻转变功能层为三元高k氧化物介质。

5.根据权利要求1所述的异质集成的人工视网膜忆阻器件，其特征在于，

所述光电感应层为CdS、CdSe、PtS、PtSe、GeS、GeSe中的一种或多种的组合。