[发明专利]一种突触晶体管、器件及其制造方法、运算阵列

权利要求书

1.一种突触晶体管，其特征在于，包括：

沟道层，所述沟道层的材料为具有铁电特性的半导体材料；

所述沟道层表面上的栅极；

所述栅极与所述沟道层之间的栅介质层；

分别与所述沟道层直接接触的源极和漏极；

所述栅极用于施加使得所述沟道层发生铁电畴改变的第一电压信号；

所述源极和漏极用于在撤去所述第一电压信号后，施加用于检测所述沟道层电导的第二电压信号。

2.根据权利要求1所述的突触晶体管，其特征在于，所述沟道层的材料包括：In₂Se₃、GeTe、SnTe、WTe₂、MoTe₂、掺Li的ZnO、或ABP₂X₆，或它们的组合，其中，A为Ag或Cu，B为Bi或In，X为S或Se。

3.根据权利要求1所述的突触晶体管，其特征在于，所述栅极为导电性衬底；则，

所述栅介质层位于所述导电性衬底之上，所述沟道层位于所述栅介质层表面之上，所述源极和所述漏极间隔设置于所述沟道层上。

4.根据权利要求1所述的突触晶体管，其特征在于，还包括：绝缘性支撑衬底；则，

所述沟道层位于所述绝缘性支撑衬底之上，所述栅介质层及所述栅极依次设置于所述沟道层表面之上。

5.根据权利要求4所述的突触晶体管，其特征在于，所述沟道层位于所述绝缘性支撑衬底之上，所述栅介质层及所述栅极依次设置于所述沟道层表面之上。

6.根据权利要求4所述的突触晶体管，其特征在于，所述栅介质层覆盖所述沟道层，所述栅极位于所述沟道层中部的栅介质层之上；所述源极和所述漏极分别包括设置于所述栅介质层中的接触部。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的突触晶体管，其特征在于，所述栅极、所述源极或所述漏极的材料包括：多晶硅、重掺杂硅、金属、碳纳米管膜、或导电性二维材料。

8.一种运算阵列，其特征在于，包括由权利要求1-7中任一项所述的突触晶体管构成的阵列，所述突触晶体管的栅极用于施加使得沟道层发生铁电畴改变的第一电压信号；所述源极和所述漏极用于在撤去所述第一电压信号后，施加用于检测所述沟道层电导的第二电压信号。

9.一种突触晶体管的制造方法，其特征在于，包括：

提供导电性衬底；

在所述导电性衬底上形成栅介质层；

在所述栅介质层上形成沟道层，所述沟道层的材料为具有铁电特性的半导体材料；

在所述沟道层上形成与其直接接触的源极和漏极，所述导电性衬底为栅极；

所述栅极用于施加使得所述沟道层发生铁电畴改变的第一电压信号；

所述源极和漏极用于在撤去所述第一电压信号后，施加用于检测所述沟道层电导的第二电压信号。

10.一种突触晶体管的制造方法，其特征在于，包括：

提供绝缘性支撑衬底；

在所述绝缘性支撑衬底上形成沟道层，所述沟道层的材料为具有铁电特性的半导体材料；

在部分所述沟道层上形成栅介质层以及栅介质层表面上的栅极，以及在另一部分所述沟道层上分别形成与其直接接触的源极和漏极；

所述栅极用于施加使得所述沟道层发生铁电畴改变的第一电压信号；

所述源极和漏极用于在撤去所述第一电压信号后，施加用于检测所述沟道层电导的第二电压信号。

11.根据权利要求10所述的制造方法，其特征在于，在部分所述沟道层上形成栅介质层以及栅介质层表面上的栅极，以及在另一部分所述沟道层上分别形成与其接触的源极和漏极，包括：

在所述沟道层上间隔形成与其接触的源极和漏极；

覆盖所述源极和所述漏极之间的沟道层，以形成栅介质层；

在所述栅介质层上形成栅极。

12.根据权利要求10所述的制造方法，其特征在于，在部分所述沟道层上形成栅介质层以及栅介质层上的栅极，以及在另一部分所述沟道层上分别形成与其接触的源极和漏极，包括：

在所述沟道层上覆盖栅介质层；

在所述栅介质层中形成间隔的第一开口和第二开口；

在所述第一开口和第二开口中分别形成与沟道层接触的源极和漏极；

在源极和漏极之间的栅介质层上形成栅极。