본 연구는 4층 컨택트 홀 구조를 갖는 고도로 균일한 3차원 수직 적층 저항성 랜덤 액세스 메모리(Vertical stack resistive random-access memory, VRRAM)를 구현한다. 4층 VRRAM의 제조 공정을 시연하고, 그 물리적 및 전기적 특성을 철저히 고찰한다. X선 광전자 분광법(X-ray photoelectron spectroscopy)과 투과 전자 현미경(transmission electron microscopy)을 사용하여 VRRAM 소질의 화학적 분포 및 물리적 구조를 분석한다. 멀티레벨 동작 능력, 신뢰성 있는 내구성(>10 4 cycles), 및 보존성(10 4 s)을 성공적으로 확보하였다. 스파이크 시간 의존성 가소성(spike time-dependent plasticity), 스파이크율 의존성 가소성(spike rate-dependent plasticity), 흥분성 시냅스 후 전류(excitatory post-synaptic current), 페어드-펄스 촉진(paired-pulse facilitation), 장기 강화 및 장기 억제(long-term potentiation and depression)와 같은 시냅스 메모리 가소성을 제시한다. 마지막으로, 저항 낮은 상태 비율(low resistance state ratio)에 따라 4×12 VRRAM 어레이에서 벡터-행렬 곱셈(vector-matrix multiplication, VMM) 연산을 수행한다. VMM 오류로 인해 발생할 수 있는 정확도 저하가 0.44%p 미만의 감소로 제한될 수 있음을 확인한다. VRRAM의 고밀도, 멀티레벨 및 생물학적 특성을 활용함으로써, 조밀하게 집적된 시냅스 소자를 필요로 하는 고성능 뉴로모픽 시스템을 구현할 수 있다.

*본 초록은 AI를 통해 원문을 번역한 내용입니다. 정확한 내용은 하기 원문에서 확인해주세요.