산화물 이중 층 기반의 광 시냅스 소자 및 이의 제조방법
Oxide double layer-based optoelectronic synapse device and manufacturing method thereof
특허 요약
본 발명은 산화물 이중 층 기반의 광 시냅스 소자 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로 본 발명은 기판; 상기 기판 상에 위치하는 유전층; 상기 유전층 상에 위치하며 IGZO(In-Ga-Zn-O) 산화물을 포함하는 IGZO 채널층; 상기 채널층 상에 위치하는 소스/드레인 전극; 및 상기 소스/드레인 전극 상에 위치하는 HfO 2 박막층을 포함하는 HfO 2 /IGZO 산화물 이중층 기반의 광 시냅스 소자 및 기판을 준비하는 단계; 상기 기판 상에 원자 증착법으로 유전층을 형성하는 단계; 상기 유전층 상에 졸-겔 공법으로 IGZO(In-Ga-Zn-O) 산화물을 포함하는 IGZO 채널층을 형성하는 단계; 상기 채널층 상에 이베퍼레이터를 통해 소스/드레인 전극을 형성하는 단계; 및 상기 소스/드레인 전극 상에 오존 기반의 원자층 증착법으로 HfO 2 박막층을 형성하는 단계를 포함하는 HfO 2 /IGZO 산화물 이중층 기반의 광 시냅스 소자 제조방법에 관한 것이다.
청구항
번호청구항
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기판을 준비하는 단계;상기 기판 상에 원자 증착법으로 유전층을 형성하는 단계;상기 유전층 상에 졸-겔 공법으로 IGZO(In-Ga-Zn-O) 산화물을 포함하는 IGZO 채널층을 형성하는 단계;상기 채널층 상에 이베퍼레이터를 통해 소스/드레인 전극을 형성하는 단계; 및HfO2 박막층을 형성 후, 200℃에서 30분 동안 어닐링 과정을 수행하는 단계;를 포함하며,상기 유전층은 SiO2를 4060nm 두께로 상기 기판 상에 증착시키고,상기 HfO2 박막층은 12nm의 두께로 증착하는 것을 특징으로 하는,HfO2/IGZO 산화물 이중층 기반의 광 뉴로모픽 시냅스 소자 제조방법.

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제8항에 있어서,상기 IGZO 채널층은 In 전구체: Ga 전구체: Zn 전구체가 10 : 1: 2의 질량비로 혼합하여 용해된 IGZO 용액을 제조하고, 챔버 내 분위기를 질소가스(N2)로 유지하면서 상기 IGZO 용액을 25003500rpm의 속도로 2040초 동안 상기 유전층 상에 스핀코팅 한 후, 6080℃에서 515분 동안 소프트 베이킹(soft baking)을 수행한 다음, 300400℃에서 12시간 동안 어닐링을 수행하여 겔화시키는 졸-겔 공정으로 형성되는 것을 특징으로 하는, HfO2/IGZO 산화물 이중층 기반의 광 뉴로모픽 시냅스 소자 제조방법.

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제10항에 있어서,상기 In 전구체는 질산 인듐 수화물(Indium nitrate hydrate)이고, 상기 Ga 전구체는 질산 갈륨 수화물(Gallium nitrate hydrate)이며, 상기 Zn 전구체는 질산아연(Zinc nitrate)인 것을 특징으로 하는, HfO2/IGZO 산화물 이중층 기반의 광 뉴로모픽 시냅스 소자 제조방법.

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제10항에 있어서,상기 IGZO 채널층은 10~15nm 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는, HfO2/IGZO 산화물 이중층 기반의 광 뉴로모픽 시냅스 소자 제조방법.

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제8항에 있어서,상기 소스/드레인 전극은 열 증발기를 이용하여 40~60nm 두께의 알루미늄(Al) 전극을 증착시키는 것을 특징으로 하는, HfO2/IGZO 산화물 이중층 기반의 광 뉴로모픽 시냅스 소자 제조방법.

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