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입력 신호들을 제공하는 입력 회로;출력 신호들을 제공받는 출력 회로;상기 입력 회로와 상기 출력 회로를 공유하는 복수 개의 시냅스 소자들이 적층된 시냅스 어레이; 및상기 출력 회로와 상기 시냅스 어레이 사이에 연결되고, 상기 시냅스 어레이 중 동작하는 층을 선택하는 레이어 디코더를 포함하는 3차원 적층 시냅스 어레이 기반의 뉴로모픽 시스템
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제1항에 있어서, 상기 적층된 시냅스 어레이의 각각의 단위 시냅스 소자는상기 입력 회로에 입력라인으로 연결된 1개의 소스, 상기 출력 회로에 아웃라인으로 연결된 2개의 드레인,워드라인 디코더에 워드라인으로 연결된 2개의 게이트를 포함하고, 상기 적층된 시냅스 어레이는 상기 입력라인과 상기 워드라인을 공유하고, 상기 적층된 시냅스 어레이의 아웃라인은 적층되어 형성되는 것을 특징으로 하는 3차원 적층 시냅스 어레이 기반의 뉴로모픽 시스템
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제1항에 있어서, 상기 적층된 시냅스 어레이의 적층된 아웃라인들에서 동일 층의 아웃라인에 각각 연결되며, 서로 평행하게 배치되는 복수개의 연결라인; 및상기 복수개의 연결라인에 각각 연결되고, 상기 출력 회로에 연결된 출력라인에 연결되어, 동작전압을 층별로 선택적으로 인가하는 패스 트랜지스터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 적층 시냅스 어레이 기반의 뉴로모픽 시스템
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제2항에 있어서, 상기 입력라인과 워드라인은 적층된 시냅스 소자 어레이의 최상부 영역에서 서로 평행하고, 교번적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 뉴로모픽 시스템
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제2항에 있어서, 상기 아웃라인은, 상기 입력라인과 상기 워드라인에 직교하는 형태로 배치되고, 각각 적층된 상기 아웃라인은 복수의 시냅스 소자들 끝부분의 계단형 구조에서 층별 연결이 이루어지는 것을 특징으로 하는, 3차원 적층 시냅스 어레이 기반의 뉴로모픽 시스템
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제2항에 있어서, 상기 소스 및 드레인은 입력라인 및 아웃라인과 금속 접촉(metal contact)되는 것을 특징으로 하는 3차원 적층 시냅스 어레이 기반의 뉴로모픽 시스템
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제2항에 있어서, 상기 단위 시냅스 소자는, 전하 저장층 영역에 전자 또는 정공을 주입하여 컨덕턴스(conductance)를 조절함에 따라 가중치(synaptic weight)가 조절되며, 출력 에러를 감소시키는 방향으로 각 상기 시냅스 소자의 가중치가 조정되도록 학습 동작이 행해지는 것을 특징으로 하는, 3차원 적층 시냅스 어레이 기반의 뉴로모픽 시스템
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기판 상에 실리콘 산화물과 채널 역할을 하는 다결정 실리콘을 교대로 증착시키고 최상단에는 실리콘 질화물을 증착시키는 단계; 포토리소그래피(photolithography) 후, 실리콘 산화막, 다결정 실리콘막 및 실리콘 질화막을 식각(dry etch)하는 단계; 적층된 게이트 유전체 층을 형성하고 N+ 도핑된 다결정 실리콘을 증착시키는 단계; 포토리소그래피 및 이방성 식각(dry etch)을 수행하여 게이트를 형성하고, 소스 및 드레인 도핑을 수행하는 단계; 화학증착법을 이용하여 절연막(ILD)을 형성하는 단계; 포토레지스트(Photoresist)를 형성한 후, 출력라인 트랜치를 형성하는 단계; 상기 출력라인 트랜치의 벽면의 일부를 식각하는 단계; 식각 및 증착을 통해 소스와 게이트의 접촉을 위한 금속 접촉홀을 형성한 후, 각 층의 출력라인을 분리시키는 단계; 포토리소그래피 및 식각을 순차적으로 진행하여 출력라인과 출력회로의 연결을 위한 계단형 구조의 출력라인을 형성하는 단계; 및어레이 최상단 층의 입력라인과 워드라인을 서로 평행하고, 교번적으로 배치되는 형성하는 단계를 포함하는 3차원 적층 시냅스 어레이 기반의 뉴로모픽 시스템의 제조 방법
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