CN108920845A - 一种实现氧化锌线状晶体管电导可调的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种实现氧化锌线状晶体管电导可调的方法，其特征在于：所述氧化锌线状晶体管包括重掺硅/二氧化硅衬底、氧化锌线状介质以及一对钛电极；所述氧化锌线状晶体管电导可调的方法包括以下步骤：设氧化锌线状晶体管的阈值电压为VG1，某一栅极电压下的电导状态为C1；对氧化锌线状晶体管的栅极施加‑V1~V2范围的扫描电压，使氧化锌线状晶体管的阈值电压变为VG2，可以获得该栅压下的第2电导状态C2；对氧化锌线状晶体管的栅极施加‑V1~Vi范围的扫描电压，使氧化锌线状晶体管的阈值电压变为VGi，可以获得该栅压下的第i电导状态Ci。通过本发明可以对具有良好的电导调节特性氧化锌线状晶体管，获得在同一栅极电压下不同的电导状态。
Description
技术领域
本发明涉及一种微电子器件技术领域，具体涉及一种实现氧化锌线状晶体管电导可调的方法。
背景技术
为突破传统冯·诺依曼架构体系的限制，人们开始致力于在单个电子器件上实现突触行为的模拟仿真，以便获得具备高密度集成和低功耗的类脑计算芯片。采用一维纳米线材料制作基于三端晶体管的电子突触器件不仅有利于器件功耗的降低，还因器件电导调节范围广、读写同时进行以及多通道输入等优势，有利于构建神经形态的计算架构。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种实现氧化锌线状晶体管电导可调的方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种实现氧化锌线状晶体管电导可调的方法，其特征在于：所述氧化锌线状晶体管包括重掺硅/二氧化硅衬底、设置于重掺硅/二氧化硅衬底上方的氧化锌线状介质以及设置于氧化锌线状介质两端与重掺硅/二氧化硅衬底良好电接触的一对钛电极；
所述氧化锌线状晶体管电导可调的方法包括以下步骤：
步骤S1:设氧化锌线状晶体管的阈值电压为VG1，某一栅极电压下的电导状态为C1；
步骤S2:对氧化锌线状晶体管的栅极施加-V1~V2范围的扫描电压，使氧化锌线状晶体管的阈值电压变为VG2，可以获得该栅压下的第2电导状态C2；
步骤S3:对氧化锌线状晶体管的栅极施加-V1~Vi范围的扫描电压，使氧化锌线状晶体管的阈值电压变为VGi，可以获得该栅压下的第i电导状态Ci；其中其中i为整数，2≤i≤n-1，n为不小于2的整数。
进一步的，氧化锌线状介质通过通过磁控溅射、PECVD、MOCVD、ALD、MBE、PLD或蒸发的方法制备。
进一步的 ，所述一对钛电极通过控溅射、PECVD、MOCVD、 ALD、MBE、PLD或蒸发的方法设置于氧化锌线状介质两端。
进一步的，实现所述氧化锌线状晶体管电子突触功能的方法为，通过采用一种脉冲对叠加的方法，测试过程中测试系统从两个脉冲通道分别向第一端电极和第二端电极输入脉冲，通过控制第一端电极脉冲与第二端电极脉冲的时间差为正（负），器件会受到叠加脉冲信号的影响，器件电阻变化率（电导变化率，即权重变化率）也将改变，从而实现类似突触的自学习功能。其中，所述脉冲为矩形波、三角波、正弦波中的任一种或几种脉冲的组合。测试包括以下步骤：
C1）当输入栅电极脉冲与漏电极脉冲的时间差△t＞0，净脉冲输入引起器件权重减小，电阻增大，导致长时程抑制。而且｜t｜越小，突触权重变化量越大，调节效果越佳。
C2）当输入栅电极脉冲与漏电极脉冲的时间差△t＜0，净脉冲输入引起器件权重增大，电阻减小，导致长时程增强。而且｜t｜越小，突触权重变化量越大，调节效果越佳。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
本发明通过采用不同范围电信号施加在器件上的方式，对器件的阈值电压进行调整，从而改变在同一栅压下的器件电导，实现电导的可调性。
附图说明
图1是本发明一实施例的结构图
图2是本发明一实施例中晶体管的转移特性曲线
图3是本发明一实施例中氧化锌线状晶体管不同直流电压扫描模式下，阈值电压的连续调节过程图；
图4是本发明一实施例中氧化锌线状晶体管单向电压脉冲下，电导的连续调节过程图；
图5:是本发明一实施例中氧化锌线状晶体管对时间依赖脉冲下的电子突触学习功能。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
请参照图1，本发明提供一种实现氧化锌线状晶体管电导可调的方法，其特征在于：所述氧化锌线状晶体管包括重掺硅/二氧化硅衬底、设置于重掺硅/二氧化硅衬底上方的氧化锌线状介质以及设置于氧化锌线状介质两端与重掺硅/二氧化硅衬底良好电接触的一对钛电极；
所述氧化锌线状晶体管电导可调的方法包括以下步骤：
步骤S1:设氧化锌线状晶体管的阈值电压为VG1，某一栅极电压下的电导状态为C1；
步骤S2:对氧化锌线状晶体管的栅极施加-V1~V2范围的扫描电压，使氧化锌线状晶体管的阈值电压变为VG2，可以获得该栅压下的第2电导状态C2；
步骤S3:对氧化锌线状晶体管的栅极施加-V1~Vi范围的扫描电压，使氧化锌线状晶体管的阈值电压变为VGi，可以获得该栅压下的第i电导状态Ci；其中其中i为整数，2≤i≤n-1，n为不小于2的整数。在本发明一实施例中，氧化锌线状介质通过通过磁控溅射、PECVD、MOCVD、ALD、MBE、PLD或蒸发的方法制备。
在本发明一实施例中，所述一对钛电极通过控溅射、PECVD、MOCVD、 ALD、MBE、PLD或蒸发的方法设置于氧化锌线状介质两端。
在本发明一实施例中，实现所述氧化锌线状晶体管电子突触功能的方法为，通过采用一种脉冲对叠加的方法，测试过程中测试系统从两个脉冲通道分别向第一端电极和第二端电极输入脉冲，通过控制第一端电极脉冲与第二端电极脉冲的时间差为正（负），器件会受到叠加脉冲信号的影响，器件电阻变化率（电导变化率，即权重变化率）也将改变，从而实现类似突触的自学习功能。其中，所述脉冲为矩形波、三角波、正弦波中的任一种或几种脉冲的组合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (3)
1.一种实现氧化锌线状晶体管电导可调的方法，其特征在于：所述氧化锌线状晶体管包括重掺硅/二氧化硅衬底、设置于重掺硅/二氧化硅衬底上方的氧化锌线状介质以及设置于氧化锌线状介质两端与重掺硅/二氧化硅衬底良好电接触的一对钛电极；
所述氧化锌线状晶体管电导可调的方法包括以下步骤：
步骤S1:设氧化锌线状晶体管的阈值电压为VG1，某一栅极电压下的电导状态为C1；
步骤S2:对氧化锌线状晶体管的栅极施加-V1~V2范围的扫描电压，使氧化锌线状晶体管的阈值电压变为VG2，可以获得该栅压下的第2电导状态C2；
步骤S3:对氧化锌线状晶体管的栅极施加-V1~Vi范围的扫描电压，使氧化锌线状晶体管的阈值电压变为VGi，可以获得该栅压下的第i电导状态Ci；其中i为整数，2≤i≤n-1，n为不小于2的整数。
2.根据权利要求1所述的一种实现氧化锌线状晶体管电导可调的方法,其特征在于：氧化锌线状介质通过磁控溅射、PECVD、MOCVD、ALD、MBE、PLD或蒸发的方法制备。
3.根据权利要求1所述的一种实现氧化锌线状晶体管电导可调的方法,其特征在于：所述一对钛电极通过控溅射、PECVD、MOCVD、 ALD、MBE、PLD或蒸发的方法设置于氧化锌线状介质两端。
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