垂直堆叠的Ovonic值开关振荡器使用原子层沉积的Ge0.6Se0.4膜用于高密度的人工神经网络
Jeong Woo Jeon1, Byongwoo Park1, Yoon Ho Jang1
1Department of Materials Science and Engineering and Inter-University Semiconductor Research Center, Seoul National University, Gwanak-ro 1, Daehagdong, Gwanak-gu, Seoul 08826, Republic of Korea.
ACS applied materials & interfaces
|March 16, 2024
概括
使用 Ovonic 值开关 (OTS) 的可垂直堆叠的纳米振荡器使高密度的神经形态硬件成为可能. 这些设备为高级计算任务提供了更好的集成密度和能源效率.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 计算机工程 计算机工程
- 神经科学是一个神经科学.
背景情况:
- 纳米设备振荡器 (纳米振荡器) 对神经形态计算至关重要,比传统电路提供更高的集成密度和能源效率.
- 子值开关 (OTS) 设备显示出在先进硬件中实现纳米振荡器的前景.
- 当前的制造方法在实现高密度的垂直集成方面存在局限性.
研究的目的:
- 为了演示可垂直堆叠的纳米振荡器,使用对高密度神经形态硬件的 Ovonic 值开关 (OTS).
- 开发一种制造工艺,将这些纳米振荡器集成到垂直横杆阵列中.
- 评估这些设备在实施尖端神经网络 (SNN) 和振荡神经网络 (ONN) 的潜力.
主要方法:
- 在垂直横杆阵列结构中使用原子层沉积来制造可垂直堆叠的Ge0.6Se0.4OTS振荡器 (VOTS-OSC).
- 在接触孔结构上,Ge0.6Se0.4膜的规范生长.
- 振荡特性和热稳定性 (<400°C制造温度) 的表征.
主要成果:
- 成功制造出具有振荡特征的VOTS-OSC设备.
- 证明VOTS-OSC适用于SNN和ONN的合振荡器的漏洞整合和发射神经元.
- 半经验模拟显示成功的模式识别 (SNNs) 和顶点着色 (ONNs) 使用制造的设备.
结论:
- VOTS-OSC结构显著增加了振荡器集成密度,使复杂的神经形态任务成为可能.
- 由于制造温度低,可以实现垂直集成,而不会对外围电路造成热损伤.
- 这些纳米振荡器的快速切换速度提高了神经网络的计算速度.
