一种光调控三端口人工突触器件及制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110854275A(43)申请公布日2020.02.28(21)申请号201911196975.5(22)申请日2019.11.29(71)申请人南京邮电大学地址210023江苏省南京市栖霞区文苑路9号(72)发明人仪明东马可郭云曹克阳(74)专利代理机构南京苏高专利商标事务所(普通合伙)32204代理人柏尚春(51)Int.Cl.H01L51/42(2006.01)H01L51/48(2006.01)G06N3/067(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图4页(54)发明名称一种光调控三端口人工突触器件及制备方法(57)摘要本发明公开了一种光调控三端口人工突触器件及制备方法，所述器件的结构包含衬底；位于所述衬底上的栅电极和栅绝缘层；位于所述栅绝缘层上的聚合物薄膜层；位于所述聚合物薄膜层上的有机半导体层；位于所述有机半导体层上的半导体沟道层；位于所述半导体沟道层两端的源电极和漏电极。所述制备方法包括选择衬底、形成栅电极和栅绝缘层、配制聚合物溶液、旋涂形成聚合物薄膜层、真空混蒸有机半导体层和源漏电极。本发明的器件将三端口人工突触中的有机半导体层用P型半导体和N型半导体混蒸而成，既保留了器件的器件特性，又优化器件结构；其制备方法操作简单，成本低廉，适宜大规模生产；可应用于人工智能和视觉神经网络领域。CN110854275ACN110854275A权利要求书1/2页1.一种光调控三端口人工突触器件，其特征在于：其结构包含衬底(1)；位于所述衬底(1)上的栅电极(11)和栅绝缘层(12)；位于所述栅绝缘层(12)上的聚合物薄膜层(2)；位于所述聚合物薄膜层(2)上的有机半导体层(3)；位于所述有机半导体层(3)上的半导体沟道层(4)；位于所述半导体沟道层(4)两端的源电极(5)和漏电极(6)；所述栅绝缘层(12)覆盖在整个栅电极(11)表面，隔离栅电极(11)和聚合物薄膜层(2)之间的接触。2.根据权利要求1所述的一种光调控三端口人工突触器件，其特征在于：所述衬底(1)为高掺杂硅片或塑料PET。3.根据权利要求1所述的一种光调控三端口人工突触器件，其特征在于：所述栅绝缘层(12)为二氧化硅或聚乙烯吡咯烷酮。4.根据权利要求1所述的一种光调控三端口人工突触器件，其特征在于：所述聚合物薄膜层(2)选自低介电常数的聚合物材料。5.根据权利要求4所述的一种光调控三端口人工突触器件，其特征在于：所述低介电常数的聚合物材料为聚苯乙烯或聚乙烯基咔唑。6.根据权利要求1所述的一种光调控三端口人工突触器件，其特征在于：所述有机半导体层(3)通过混蒸P型半导体和N型半导体形成，所述P型半导体选自并五苯、并四苯、红荧烯、3-己基噻吩或钛青铜，所述N型半导体选自N，N’-二(十三烷基)、氟化钛青铜、氯化硼亚酞氰或并三苯。7.根据权利要求1所述的一种光调控三端口人工突触器件，其特征在于：所述源电极(5)和漏电极(6)的材料为铜或金。8.权利要求1所述的光调控三端口人工突触器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(a)选择一衬底(1)；(b)在所述衬底(1)上形成栅电极(11)和栅绝缘层(12)，所述栅绝缘层12完全覆盖栅电极11，进行紫外臭氧处理；(c)配制聚合物溶液，将其溶于低沸点溶剂中静置，分散均匀；(d)在栅绝缘层(12)表面上旋涂聚合物溶液形成聚合物薄膜层(2)，干燥退火；(e)在聚合物薄膜层(2)表面上真空混蒸P型N型半导体，形成有机半导体层(3)；(f)在有机半导体层(3)表面上加掩模板进行图案化处理形成导电沟道层(4)；(g)在导电沟道层(4)的两端真空蒸镀源电极(5)和漏电极(6)，制得光调控三端口人工突触器件。9.根据权利要求8所述的光调控三端口人工突触器件的制备方法，其特征在于：步骤(b)中，栅绝缘层的厚度为50～300nm；步骤(c)中，聚合物溶液的浓度为1～10mg/ml；步骤(c)中，低沸点溶剂为甲苯，且无需除水处理，静置12h以上；步骤(d)中，聚合物薄膜层(2)的厚度为15～20nm；步骤(e)中，真空蒸镀速率为真空度为6×10-5～6×10-4pa，有机半导体层(3)的厚度30～50nm；步骤(g)中，真空蒸镀速率真空度为6×10-5～6×10-4pa，源电极(5)和漏电极2CN110854275A权利要求书2/2页(6)的厚度60～100nm。3CN110854275A说明书1/5页一种光调控三端口人工突触器件及制备方法技术领域[0001]本发明涉及有机电子和信息技术领域，具体涉及一种光调控三端口人工突触器件及制备方法。背景技术[0002]随着大数据、物联网等信息技术的发展，人工智能已经被广泛地应用于学习、识别和认知等领域并逐渐成为不可或