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使用原子层沉积制造的氧化二晶型晶体管
在过去的几十年中，互补的金属 - 氧化物 - 氧化 - 氧化核（CMOS）技术一直是现代综合电路发展的推动力。增强栅极静电控制以提高对短通道效应（SCE）的免疫力（尤其是在积极缩放晶体管技术的发展中）的关键策略。这包括开发高等效氧化物厚度（EOT）缩放的高κ /金属门技术，以及超薄体，鳍和堆叠的纳米片通道晶体管；在3 nm技术节点1之外，半导体工业（遵循FIN场效应晶体管技术）目前正在采用堆叠的纳米表晶体管。要进一步扩展长度尺寸并保持良好的驱动电流，至关重要的是抑制SCE。可以使用增加数量的薄堆积通道来实现这一目标。然而，常规半导体晶体管的性能迅速降低到硅的3 nm厚度低于3 nm的厚度，而INGAAS的性能降低了10 nm。二维（2D）半导体是一种替代通道材料，与传统的半导管相比，单层厚度和单层厚度较高，在单层厚度上具有更高的迁移率。但是，2D材料缺乏高品质的大区域CMOS兼容生长技术。也很难在其范德华表面形成介电。此外，这些材料很难浓缩，并且在Schottky金属/半导体触点处引起的高接触分析。特别是原子层氧化物半导体，尤其是无定形im-gallium-Zinc氧化物（Igzo） - 用于平面晶体管（TFTS）中的半导体通道材料（用于平面式式施用应用程序12）。但是，尽管是高批量制造的成熟技术，但氧化物半导体很少被视为用于缩放高性能晶体管的Channel材料。这是由于它们的低电荷载流子迁移率约为10 cm 2 v -1 s –1，并且在质量生产中使用时，它们通常需要多达几十纳米的通道厚度13。然而，对于单一三维（3D）整合应用14-21的CMOS后端（BEOL）中氧化物半导体晶体管的使用引起了兴趣。
溶液处理的钙钛矿场效应晶体管人工突触
和非结构化数据。[1,2] 在大脑中，信息储存在突触中，突触中有一个裂缝连接两个神经细胞（神经元）。 当输入刺激到达前神经元时，神经递质会从前神经元分泌出来，与后神经元上的受体结合，并调节离子传输通道（图 1a）。[3] 离子通过通道的动态通过激活/停用离子通透性通道的形成（即电导更新）在增强/减弱突触权重方面起着至关重要的作用。[3] 根据突触前刺激，突触权重会暂时维持或持续数分钟、数小时甚至更长时间，并可充当记忆状态。 开发一种通过类似离子的动力学更新电导的人工突触将非常接近地模拟生物突触的行为，并最终可以模拟各种生物神经操作。漂移忆阻器已经成功模拟了具有长期增强 (LTP) 和长期抑制 (LTD) 特性的电导更新，但本质上是随机的 [4] 并且需要额外的扩散元件来模拟离子动力学。[5] 3 端器件结构（例如晶体管）可以调节离子，因此是人工突触的有希望的候选者。[6–13] 电解质门控晶体管无需额外电路即可控制离子。[6,7] 然而，实现电解质门控晶体管的长期可塑性一直具有挑战性，主要是因为器件不稳定性（例如，接触处的寄生电化学反应引起）。[6–8] 铁电场效应晶体管 (FeFET) 提供了一种出色的器件架构，通过控制铁电栅极的极化来编程/擦除非易失性多电导状态，从而控制突触权重。 [9] 铁电栅极已用于调节 FeFET 的电导率，FeFET 采用各种半导体作为沟道材料，包括氧化铟镓锌 (IGZO) [9–11] 、二维材料 [12,13] 和聚合物。[42] 然而，用缺乏离子的半导体材料模拟离子动力学几乎是不可能实现的。因此，需要一种能够传导离子并保持其电子结构的沟道材料。金属卤化物钙钛矿半导体因其独特的离子-电子混合导电特性，是用于人工突触的有前途的材料。[14–16] 高迁移率、大扩散长度和长载流子寿命等显著的电子导电特性使得