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우리 학부 최양규 교수 연구팀, 뉴로모픽 하드웨어를 위한 웨이퍼 스케일의 전고체 이온 시냅스 소자 개발

우리 학부 최양규 교수 연구팀이 차세대 뉴로모픽 하드웨어 및 인공신경망에 적합한 웨이퍼 스케일의 전고체 이온 시냅스 소자를 개발하였습니다. 본 연구는 한국연구재단의 지원 하에 수행되었습니다.

 

현재 사용되는 거의 모든 하드웨어는 폰 노이만 구조(von Neumann architecture) 기반으로, 인공신경망(ANN, artificial neural network)을 효율적으로 처리하지는 못합니다. 이를 해결하기 위해, 실제 신경망 기능 및 구조를 모방한 뉴로모픽 하드웨어가 활발히 연구되고 있고, 그 중요성이 커지고 있습니다. 그 중 각광받는 뉴로모픽 소자군인 EGT (electrolyte-gated transistor)는 뛰어한 선형성을 보이지만, 집적도나 안정성 측면에서 다소 부족한 단점이 있습니다.

 

본 연구에서는 iCVD (initiated CVD) 공정과 실리콘 기반 CMOS 공정 기술을 사용하여 웨이퍼 상에 집적된 고성능, 고집적, 그리고 전고체 상태의 EGT 소자를 개발하였습니다. 본 기술은 기존의 이온 젤이나 이온성 액체 기반 EGT와 달리, 1) 모두 CMOS공정으로 소자를 만들어 뛰어난 안정성을 보이며 저전력 특성을 보이며, 2) iCVD기술의 우수한 박막으로부터 기인한 뛰어난 선형성, 대칭성을 확보하였으며, 3) 13비트까지의 다치성을 확보하여 모든 측면에서 우수한 EGT를 개발하였습니다. 실제 제작된 소자를 이용하여 사람의 손글씨 숫자를 인식하는 MNIST (Modified National Institute of Standards and Technology) 테스트에서 91.7%의 높은 인식률을 보였습니다.

 

본 연구는 저널 “Advanced Functional Materials” 온라인판에 게재되었습니다. 관련한 논문 자료는 다음 링크에서 확인하실 수 있습니다.

 

링크: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202010971

 

그림. 제작된 소자의 모식도, 단면 사진 및 공정도.

Copyright ⓒ 2015 KAIST Electrical Engineering. All rights reserved. Made by PRESSCAT

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