[发明专利]一种声音探测器件及其制备方法

说明书

本发明公开了一种声音探测器件及其制备方法。该声音探测器件包括：衬底基板；突触晶体管，位于所述衬底基板的一侧；所述突触晶体管包括栅极、源极和漏极、位于所述栅极与所述源极和漏极之间的电荷存储层、位于电荷存储层与栅极之间的绝缘层、以及位于电荷存储层与源极和漏极之间的沟道层，且源极和漏极分别与沟道层电连接；纳米摩擦发电机，位于衬底基板的一侧；纳米摩擦发电机包括相对设置的正摩擦层和负摩擦层；正摩擦层与栅极电连接；纳米摩擦发电机用于在声波的驱动下，控制正摩擦层与负摩擦层接触或分离。本技术方案通过将突触晶体管和纳米摩擦发电机结合实现了声音探测器件的自驱动，降低了声音探测器件的功耗。

技术领域

本发明实施例涉及微电子器件技术领域，尤其涉及一种声音探测器件及其制备方法。

背景技术

生物听觉系统可以检测、处理和存储声音信号。目前，使用微电子器件系统模拟生物听觉系统的人工突触系统逐渐成为科研人员的研究热点。为了使微电子器件能够模拟生物的听觉，需要利用突触晶体管等微电子器件存储、处理声音信号的功能。但现有技术中仿生系统的突触晶体管大多需要外部供电，这样会增加突触晶体管等微电子器件额外的能耗。

发明内容

本发明提供一种声音探测器件及其制备方法，实现了声音探测器件的自驱动设计，降低了声音探测器件的功耗。

第一方面，本发明实施例提供了一种声音探测器件，该声音探测器件包括：

衬底基板；

突触晶体管，位于所述衬底基板的一侧；所述突触晶体管包括栅极、源极和漏极、位于所述栅极与所述源极和漏极之间的电荷存储层、位于所述电荷存储层与所述栅极之间的绝缘层、以及位于所述电荷存储层与源极和漏极之间的沟道层，且所述源极和所述漏极分别与所述沟道层电连接；

纳米摩擦发电机，位于所述衬底基板的一侧；所述纳米摩擦发电机包括相对设置的正摩擦层和负摩擦层；所述正摩擦层与所述栅极电连接；所述纳米摩擦发电机用于在声波的驱动下，控制所述正摩擦层与所述负摩擦层接触或分离。

可选的，所述电荷存储层包括电荷俘获层和隧穿层；

所述电荷俘获层用于在所述栅极产生偏压时，向所述隧穿层提供载流子；

所述隧穿层用于积累所述载流子，并将所述载流子存储至所述沟道层。

可选的，所述隧穿层包括第一隧穿层和第二隧穿层；

所述电荷俘获层设置于所述第一隧穿层和第二隧穿层之间。

可选的，所述电荷俘获层包括二维钛化碳氮材料；所述隧穿层包括氧化钛材料。

可选的，所述正摩擦层与所述栅极同层设置且为一体结构。

可选的，所述纳米摩擦发电机还包括负摩擦电极；

所述负摩擦电极与所述负摩擦层接触且位于所述负摩擦层背离所述正摩擦层的一侧。

可选的，所述栅极、所述正摩擦层、所述源极和所述漏极的材料均包括ITO材料。

第二方面，本发明实施例还提供了一种声音探测器件的制备方法，用于制备上述第一方面所述的声音探测器件，该制备方法包括：

提供衬底基板；

在所述衬底基板上分别形成突触晶体管和纳米摩擦发电机；

其中，所述突触晶体管包括栅极、源极和漏极、位于所述栅极与所述源极和漏极之间的电荷存储层、位于所述电荷存储层与所述栅极之间的绝缘层、以及位于所述电荷存储层与源极和漏极之间的沟道层，且所述源极和所述漏极分别与所述沟道层电连接；所述纳米摩擦发电机包括相对设置的正摩擦层和负摩擦层；所述正摩擦层与所述栅极电连接；所述纳米摩擦发电机用于在声波的驱动下，控制所述正摩擦层与所述负摩擦层接触或分离。