초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종 목표
“뉴로모픽 네트워크 구현을 위한 3차원 수직 적층 공정 플랫폼을 개발하고, 이를 통해 monolithic 3차원 집적 적층형 신경세포 모방 시스템을 구현”
❍ 시냅스/뉴론 소자층간 3차원 수직 적층 공정 플랫폼 개발: 다양한 소재, 소자, 아키텍쳐 기술이 적용된 고성능 시냅스/뉴론 소자들을 성능저하 없이 하층부에 기 형성된 시냅스/뉴론 소자층 위에 정밀하게 선택적으로 전사하여 고집적 뉴로모픽 시냅스/뉴론 네트워크를 구현할 수 있는 범용적인 3차원 수직 적층 공정 플랫폼 개발<

□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종 목표
“뉴로모픽 네트워크 구현을 위한 3차원 수직 적층 공정 플랫폼을 개발하고, 이를 통해 monolithic 3차원 집적 적층형 신경세포 모방 시스템을 구현”
❍ 시냅스/뉴론 소자층간 3차원 수직 적층 공정 플랫폼 개발: 다양한 소재, 소자, 아키텍쳐 기술이 적용된 고성능 시냅스/뉴론 소자들을 성능저하 없이 하층부에 기 형성된 시냅스/뉴론 소자층 위에 정밀하게 선택적으로 전사하여 고집적 뉴로모픽 시냅스/뉴론 네트워크를 구현할 수 있는 범용적인 3차원 수직 적층 공정 플랫폼 개발
❍ Monolithic 3차원 집적 적층형 신경세포 모방 시스템 구현: 기존 뉴로모픽 기술의 집적도 한계를 극복하고, 소비 전력을 획기적으로 줄일 수 있는 monolithic 3차원 집적 신경세포 모방 시스템을 최초로 구현

○ 전체 내용
❍ 소자층 분리공정기술 및 웨이퍼 접합공정기술 개발
1) 다양한 소재, 소자, 아키텍쳐 기술이 적용될 시냅스/뉴론 신경모방 소자층 분리를 위한 공정기술 개발
2) 시냅스/뉴론 소자층의 3차원 적층을 위한 접합 공정기술 개발
3) 전사용 상층부 뉴론 소자를 위한 단위공정기술 연구
❍ 소자층 저온 고정밀 직접전사 공정기술 개발
1) 분리된 시냅스/뉴론 소자층을 하층부 시냅스/뉴론 소자층 위에 전사하기 위한 저온 고정밀 직접전사공정 개발
2) 신개념 시냅스/뉴론 소자들의 3D 적층형 레이아웃 설계
❍ 수직 적층된 3차원 시냅스/뉴론 어레이 구조 구현
1) 기존 공정방법을 이용하여 확보된 시냅스/뉴론 소자들이 수직 적층된 3차원 어레이 구조 구현
2) 개발된 저온전사공정을 활용하여 신개념 시냅스/뉴론 소자층을 선택적으로 적층
❍ 고집적 뉴론/시냅스/뉴론 어레이 형태의 적층형 신경세포 모방 소자 구현
1) 뉴로모픽 구현에 범용적으로 적용될 수 있는 3차원 수직 적층공정 플랫폼 확립
2) 타 과제에서 개발될 수 있는 시냅스/뉴론 신경모방 소자 어레이를 활용한 3차원 수직 적층형 신경세포 모방 소자 구현

○ 1단계
□ 목표
SCI 분야별 상위 10% 이내 논문 5건 및 국내/외 특허 등록(3/1건)

○ 2단계
□ 목표
SCI 분야별 상위 10% 이내 논문 4건 및 국내/외 특허 등록(3/1건)

□ 연구개발성과
1) 뉴로모픽 소자/회로 구현 시 3차원 적층구조 최초 도입: 연결배선 길이의 획기적 감소에 의해 저전력 동작이 가능한 신경세포 모방 소자 공정기술 확보
2) 3차원 기술의 한계 극복을 위한 직접전사공정 개발: 뉴로모픽 소자 공정 시 고온공정을 자유롭게 적용할 수 있는 창의적인 thermal-free 단일집적공정 개발
3) 정렬문제 해결을 위한 선택적 정렬방식 개발: 고밀도로 집적된 신경세포 모방 소자 구현을 가능하게 하는 신개념 정렬기술 개발

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
❍ 고정밀도를 갖는 직접전사 및 정렬 공정 개발은 현재 물리적 한계에 직면한 실리콘 기반 전자소자의 고속화와 저전력화를 구현하는 원천기술로 활용 가능
❍ 차세대 반도체 분야에서 국내 반도체 연구 및 산업의 입지를 공고히 하고, 현재 한계에 다다르고 있는 반도체 소자 집적 기술의 돌파구를 열 수 있을 것으로 기대
❍ IoT 시대를 대비한 초저전력 인공지능 소자 개발에 기여가 가능하고, 지능형 서비스시장에 상당한 변화를 가져다 줄 것으로 예상

(출처 : 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 3
• 목차 ... 5
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 10
• (1) 1단계: 1차년도 ... 10
• (2) 1단계: 2차년도 ... 13
• (3) 1단계: 3차년도 ... 17
• (4) 2단계: 1차년도 ... 22
• (5) 2단계: 2차년도 ... 27
• (6) 2단계: 3차년도 ... 33
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 38
• 1) 연구수행 결과 ... 38
• 2) 목표 달성 수준 ... 52
• 4. 목표 미달 시 원인분석 ... 56
• 5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 57
• 6. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 57
• 끝페이지 ... 58