[發明專利]三維神經網絡陣列

有效

• 申請號: 201780086078.1
• 申請日: 2017-12-07
• 公開（公告）號: CN110574043B
• 公開（公告）日: 2023-09-15
• 發明（設計）人: 許富菖;許凱文
• 申請（專利權）人: 許富菖;許凱文
• 主分類號: G06N3/063
• 分類號: G06N3/063;G06N3/045
• 代理公司: 華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 何沖;黃隸凡

1.一種三維(3D)神經網絡陣列，包括：

多個輸入導體，其形成具有第一取向的多個堆疊輸入層；

至少一個輸出導體，其形成具有所述第一取向的輸出層；

多個隱藏導體，其具有第二取向，其中每個隱藏導體包括內嵌閾值元件；以及

突觸元件，其耦合在所述隱藏導體和所述輸入導體之間以及所述隱藏導體和所述輸出導體之間，其中每個突觸元件包括可編程電阻性元件，所述突觸元件的至少一部分位于所述多個輸入導體的相應輸入層上。

2.根據權利要求1所述的三維(3D)神經網絡陣列，其特征在于，所述隱藏導體穿過所述輸入層和所述輸出層。

3.根據權利要求1所述的三維(3D)神經網絡陣列，其特征在于，所述第一取向為水平的，而所述第二取向為垂直的。

4.根據權利要求1所述的三維(3D)神經網絡陣列，其特征在于，所述輸入層和所述輸出層大致垂直于所述隱藏導體。

5.根據權利要求1所述的三維(3D)神經網絡陣列，其特征在于，所述輸入層在所述內嵌閾值元件的輸入側耦合至所述隱藏導體，而所述輸出層在所述內嵌閾值元件的輸出側耦合至所述隱藏導體。

6.根據權利要求1所述的三維(3D)神經網絡陣列，其特征在于，每個閾值元件包括選自一組材料的閾值材料，該組材料包括二極管材料、肖特基二極管材料、NbOx材料、TaOx材料或VCrOx材料。

7.根據權利要求1所述的三維(3D)神經網絡陣列，其特征在于，每個可編程電阻性元件包括選自一組材料的材料，該組材料包括電阻性材料、相變材料、鐵電材料和磁性材料。

8.根據權利要求1所述的三維(3D)神經網絡陣列，其特征在于，每個可編程電阻性元件可編程以提供多個可選電阻中的一個選擇的電阻。

9.根據權利要求1所述的三維(3D)神經網絡陣列，其特征在于，施加至所述輸入導體的輸入信號流過第一組突觸元件的可編程電阻性元件至所述隱藏導體，流過所述隱藏導體的所述內嵌閾值元件，并流過第二組突觸元件的可編程電阻性元件至所述輸出導體。

10.一種在三維(3D)神經網絡陣列結構中使用的突觸元件，該結構具有形成具有第一方向的輸入神經元的第一導體和形成具有第二方向的隱藏神經元的第二導體，所述突觸元件包括：

閾值層，其具有連接至第一導體的外表面并且具有內表面；以及

可編程電阻性層，其具有連接到所述閾值層的內表面的外表面，并具有連接到第二導體的內表面，并且其中所述可編程電阻性層是可編程的，以提供多個電阻值，其中所述突觸元件與所述輸入神經元位于同一層。

11.根據權利要求10所述的突觸元件，其特征在于，所述閾值層包括選自一組材料的閾值材料，該組材料包括二極管材料、肖特基二極管材料、NbOx材料、TaOx材料或VCrOx材料。

12.根據權利要求10所述的突觸元件，其特征在于，所述可編程電阻性層包括選自一組材料的材料，該組材料包括電阻性材料、相變材料、鐵電材料和磁性材料。

13.根據權利要求10所述的突觸元件，其特征在于，所述第一導體和所述第二導體在不同方向中取向。

14.一種三維(3D)神經網絡陣列，包括：

多個第一輸入導體，其形成多個第一輸入層；

多個第二輸入導體，其形成多個第二輸入層；

多個輸出導體，其形成多個輸出層；

多個隱藏導體；以及

多個突觸元件，其將所述輸入導體和所述輸出導體連接至所述隱藏導體，其中每個突觸元件包括可編程電阻性元件和閾值元件，所述突觸元件的至少一部分位于輸入導體的相應輸入層上。