【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体微电子器件领域，具体涉及一种基于氨基酸的有机-无机杂化纳米薄膜突触类忆阻器及其制备方法。
技术介绍
1、忆阻器是继电阻、电容、电感之后的第四种无源电路器件，在1971年华裔科学家蔡少棠教授研究电压、电流、电荷与磁通量之间的关系时，根据数学逻辑关系的完整性研究提出。忆阻器的电阻值可以随电压而发生变化，而且可以记住改变的状态，即某一时刻的电阻值与流过器件的电流相关。这个特性与生物体内神经突触的工作原理有很大的相似度，突触间的连接强度随着外来信号的刺激而发生变化，而且可以维持变化的连接强度。同时，由突触前膜、突触间隙和突触后膜构成的神经突触本身就可以看成是一个具有非线性传输特性的两端器件。神经突触是大脑学习和记忆的最基础单元，对其突触功能进行模拟是构建人工神经形态网络的重要一环。所以利用忆阻器这类具有非线性电学性质的器件来模拟神经突触功能是目前人工神经网络研究的热点。
2、在各种电子设备中大量使用有毒和不可降解的功能材料，对环境产生了不利影响。在电子设备中使用生物材料是迄今为止保护环境免受有害物质侵害而又不影响电子工业发展的解决方案之一。生物材料具有生物相容性，还有环保、易于加工、资源丰富、可回收、成本较低且提取简单等优势；然而生物材料的薄膜制备技术大多采用湿化学方法，很难与微电子工艺兼容，因此发展与半导体工艺兼容、可规模化制造生物薄膜材料的技术，是一项具有挑战性的任务。目前这方面的研究还很少，因此探索生物质基的有机-无机杂化材料及其规模化制备技术，既可以利用传统无机电子材料优良的光电特性，又可以结合生
技术实现思路
1、本专利技术提供一种基于氨基酸的有机-无机杂化纳米薄膜突触类忆阻器及其制备方法，所述方法基于生物质材料氨基酸分子通过分子层沉积工艺制备了具有良好突触仿生功能的生物基有机-无机杂化纳米薄膜忆阻器，制备得到的忆阻器表现出典型的类神经突触功能，而且制备工艺与微电子工艺兼容。
2、一种基于氨基酸的有机-无机杂化纳米薄膜突触类忆阻器的制备方法，包括以下步骤：
3、1) 底电极的制备：选用合适的衬底利用直流磁控溅射或者原子层沉积方法制备底电极；
4、2) 在底电极上采用分子层沉积技术沉积1-50 nm的氨基酸基有机-无机杂化物薄膜，其中，有机前驱体选用氨基酸分子，无机前驱体为常见的其他适用于ald技术的金属有机源，沉积得到的氨基酸基有机-无机杂化物纳米薄膜作为仿生人工突触器件的记忆存储层；
5、3) 将导电金属材料或导电氧化物材料，以直流溅射、物理气相沉积、或者光刻等工艺制备忆阻器顶电极。
6、上述方法制备得到的忆阻器，从上到下依次为：顶电极（pt、au、ru、ito、azo），氨基酸基有机-无机杂化薄膜（如：c4h2o3ti、c5h4o3ti），底电极（tan、tin），基底（如：二氧化硅/硅）；
7、将上述制备过程倒置也可以实现目标功能，则结构为顶电极（tan、tin），氨基酸基有机-无机杂化薄膜（如：c4h2o3ti、c5h4o3ti），底电极（pt、au、ru、ito、azo），基底（如：二氧化硅/硅）。
8、有益效果：本专利技术提供了一种基于氨基酸的有机-无机杂化纳米薄膜突触类忆阻器及其制备方法，所述忆阻器的忆阻功能层是采用生物质材料氨基酸为有机前驱体，通过分子层沉积工艺制备的氨基酸基有机-无机杂化纳米超薄膜，功能材料环保且具有生物相容性，制备得到的忆阻器表现出典型的类神经突触功能，包括学习和记忆功能，具有良好突触仿生功能，而且本专利技术的制备工艺与微电子工艺兼容。
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1.一种基于氨基酸的有机-无机杂化纳米薄膜突触类忆阻器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于氨基酸的有机-无机杂化纳米薄膜突触类忆阻器的制备方法，其特征在于，所述氨基酸基有机-无机杂化物薄膜记忆存储层的厚度为1-50nm。
3.根据权利要求1所述的基于氨基酸的有机-无机杂化纳米薄膜突触类忆阻器的制备方法，其特征在于，所述底电极为TaN或TiN。
4.根据权利要求3所述的基于氨基酸的有机-无机杂化纳米薄膜突触类忆阻器的制备方法，其特征在于，TaN或TiN电极层的制备采用直流磁控溅射或者利用原子层沉积方法。
5.根据权利要求1所述的基于氨基酸的有机-无机杂化纳米薄膜突触类忆阻器的制备方法，其特征在于，所述顶电极为导电金属材料或导电氧化物材料。
6.根据权利要求5所述的基于氨基酸的有机-无机杂化纳米薄膜突触类忆阻器的制备方法，其特征在于，导电金属材料或导电氧化物材料电极层的制备采用直流溅射、物理气相沉积或光刻工艺。
7.根据权利要求4或6所述的基于氨基酸的有机-无机杂化纳米薄膜突触类忆
8.根据权利要求1所述的基于氨基酸的有机-无机杂化纳米薄膜突触类忆阻器的制备方法，其特征在于，所述分子层沉积中采用的无机前驱体为无机前驱体为常用的适用于ALD技术的金属有机源、无水金属硝酸盐或卤化物。
9.根据权利要求1所述的基于氨基酸的有机-无机杂化纳米薄膜突触类忆阻器的制备方法，其特征在于，所述基底为硅片或柔性衬底。
10.一种基于氨基酸的有机-无机杂化纳米薄膜突触类忆阻器，其特征在于，从上到下依次为：顶电极、氨基酸基有机-无机杂化薄膜、底电极、基底。
...【技术特征摘要】
1.一种基于氨基酸的有机-无机杂化纳米薄膜突触类忆阻器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于氨基酸的有机-无机杂化纳米薄膜突触类忆阻器的制备方法，其特征在于，所述氨基酸基有机-无机杂化物薄膜记忆存储层的厚度为1-50nm。
3.根据权利要求1所述的基于氨基酸的有机-无机杂化纳米薄膜突触类忆阻器的制备方法，其特征在于，所述底电极为tan或tin。
4.根据权利要求3所述的基于氨基酸的有机-无机杂化纳米薄膜突触类忆阻器的制备方法，其特征在于，tan或tin电极层的制备采用直流磁控溅射或者利用原子层沉积方法。
5.根据权利要求1所述的基于氨基酸的有机-无机杂化纳米薄膜突触类忆阻器的制备方法，其特征在于，所述顶电极为导电金属材料或导电氧化物材料。
6.根据权利要求5所述的基于氨基酸的有机...
【专利技术属性】
技术研发人员：李爱东，朱琳，孙松，张楚怡，黎微明，吴迪，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：
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