一种仿生突触器件及其制作方法及其应用

• 摘要：

  本发明公开了一种仿生突触器件及其制作方法和应用.具体涉及一种具有尖峰时间依赖可塑性学习行为的仿生突触器件,所述仿生突触器件包括:栅电极(2),所述栅电极的方块电阻为30~800Ω/□;且所述栅电极用作仿生突触器件的突触前端;栅介质层(3),所述栅介质层包含具有质子导电特性的固态电解质;沟道(4);且所述沟道层用作仿生突触器件的突触后端;以及源极(5a)及漏极(5b).该仿生突触器件可以在单一器件上实现不同线型尖峰时间依赖可塑性学习行为,并极大地简化了电路设计,在神经形态器件和人工智能等领域具有重要的应用前景.

• 专利类型：

  发明专利

• 申请/专利号：

  CN201810797121.1

• 申请日期：

  2018.07.19

• 公开/公告号：

  CN110739393A

• 公开/公告日：

  2020-01-31

• 发明人：

  竺立强 虞菲 肖惠

• 申请人：

  中国科学院宁波材料技术与工程研究所

• 主分类号：

  H01L45/00(2006.01),H,H01,H01L,H01L45

• 分类号：

  H01L45/00(2006.01),H,H01,H01L,H01L45,H01L45/00

• 主权项：

  1.一种仿生突触器件,其特征在于,所述仿生突触器件包括: 栅电极(2),所述栅电极作为仿生突触器件的突触前端; 栅介质层(3),所述栅介质层包含具有质子导电特性的固态电解质; 沟道层(4);所述沟道层作为仿生突触器件的突触后端;以及 源极(5a)及漏极(5b); 其中,所述栅电极的方块电阻为30~800Ω/□. 2.如权利要求1所述的仿生突触器件,其特征在于,所述栅电极的载流子浓度为1019~1021/cm3. 3.如权利要求1所述的仿生突触器件,其特征在于,所述栅电极包含导电氧化物. 4.如权利要求1所述的仿生突触器件,其特征在于,在所述栅介质层中,所述固态电解质在0~30℃下具有质子导电特性. 5.如权利要求1所述的仿生突触器件,其特征在于,在所述栅介质层中,所述固态电解质的质子电导率为10-6S/cm~10-2S/cm. 6.如权利要求1所述的仿生突触器件,其特征在于,所述沟道层包含氧化物半导体. 7.一种如权利要求1所述的仿生突触器件的制作方法,其特征在于,包括步骤: (a)提供一绝缘衬底; (b)在所述绝缘衬底上图形化或非图形化沉积导电氧化物,形成栅电极; (c)在所述栅电极上或所述栅电极及所述绝缘衬底上,沉积或涂抹固态电解质,形成栅介质层; (d)在所述栅介质层上,图形化或非图形化沉积氧化物半导体,形成沟道层;以及 (e)在所述沟道层上或者在所述栅介质层上,图形化沉积导电氧化物或金属,形成源极及漏极. 8.一种仿生突触系统,其特征在于,所述仿生突触系统包括: (i)如权利要求1所述的仿生突触器件;和 (ii)信号发生/检测模块,所述信号发生/检测模块与所述的仿生突触器件电连接,并且所述信号发生/检测模块用于产生电刺激信号并输送给所述的仿生突触器件,和/或检测来自所述仿生突触器件的反馈信号. 9.一种仿生电子产品,其特征在于,所述的仿生电子产品包括如权利要求1所述的仿生突触器件,或包括如权利要求8所述的仿生突触系统. 10.一种生物突触的模拟方法,其特征在于,所述方法包括步骤: (1)提供如权利要求1中所述的仿生突触器件, (2)生成突触刺激信号;并将所述突触刺激信号施加于所述的仿生突触器件的前端(即栅电极)和/或后端(即沟道层);和 (3)获得基于所述仿生突触器件的生物突触的模拟结果.