一种跨导可变场效应晶体管阵列及应用制造技术

本发明专利技术公布了一种适用于树突网络硬件的跨导可变场效应晶体管阵列及应用，属于半导体集成电路技术领域。本发明专利技术基于单个跨导可变场效应晶体管实现存储变量与两个输入变量的三元素乘法，并基于互补器件阵列实现了树突网络核心算法的映射。相比于利用神经元激活电路实现非线性变换的传统神经网络硬件，本发明专利技术利用器件的本征非线性实现非线性变换，有效降低了设计复杂性，优化了系统外围电路的面积和功耗，对高性能人工智能计算系统的设计具有重要意义。意义。意义。

【技术实现步骤摘要】
一种跨导可变场效应晶体管阵列及应用


[0001]本专利技术属于半导体(semiconductor)、人工智能(artificial intelligence)和互补型金属氧化物半导体(CMOS)混合集成电路
，具体涉及一种适用于树突网络硬件的跨导可变场效应晶体管阵列及应用。

技术介绍

[0002]人工智能的概念源起于20世纪50年代。历经半个多世纪的发展，进入21世纪后，人工智能在机器视觉，语音识别等领域都取得了巨大的成功。互联网蓬勃发展带来的爆炸式信息增长在促进人工智能的发展同时，也对硬件的计算能力提出了新的要求。近年来，以存储器阵列为核心的存算一体计算系统受到了广泛的关注。存储器阵列在实现存储信息的功能的同时还兼顾对信息的处理，在一定程度上克服了传统冯诺依曼计算系统存在的“存储墙”问题。
[0003]以两端器件阵列为核心的神经形态计算系统已多有报道。由于器件电导值可连续调节，因此基于金属
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介质层
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金属结构的两端阻变器件被广泛应用于模拟突触的功能。在人工神经网络(ANN)中，突触网络实现线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种跨导可变场效应晶体管阵列，其特征在于，由多个跨导可变场效应晶体管连接形成，所述跨导可变场效应晶体管包括金属栅电极、金属氧化物材料介质层、化合物半导体有源层、金属源、漏电极和钝化层，同一行跨导可变场效应晶体管的漏电极由字线相连接；同一行跨导可变场效应晶体管的源电极由源线相连接，同一列跨导可变场效应晶体管的栅极由位线相连接；单个跨导可变场效应晶体管完成其存储信息(w
ij
)与两输入信息(V
WLj
、V
BL1
)之间的三元乘积计算，电流汇入源线实现电流加和。2.如权利要求1所述的跨导可变场效应晶体管阵列，其特征在于，所述金属栅电极、金属源、漏电极采用Ti、TiN、TaN、Ta、Al、AlN、W、Cu或Pt。3.如权利要求1所述的跨导可变场效应晶体管阵列，其特征在于，所述金属氧化物介质层由单层或多层复合材料薄膜组成，所述复合材料为金属钽和金属氧化物，或是金属钽、其它金属和金属氧化物。4.如权利要求3所述的跨导可变场效应晶体管阵列，其特征在于，所述金属和金属氧化物分别为Cu、Ti、Ta、W、Pt、TiN、TaN、TiO
x
、TaO
x
、WO
x
、HfO
x
、AlO
x
或ZrO
x
，或者上述金属形成金属/N层过渡金属氧化物/金属结构，N≥1。5.如权利要求3所述的跨导可变场效应晶体管阵列，其特征在于，所述复合材料为包括钽和钽的氧化物、钽和铪的氧化物；或是钽和钛和钽的氧化物、钽和钛和铪的氧化物、钽和铱和钽的氧化物、钽和钨和钽的氧化物、钽和铱和钛的氧化物。6.如权利要求1所述的跨导可变场效...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宗巍，鲍霖，蔡一茂，凌尧天，杨韵帆，单林波，鲍盛誉，黄如，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：