[发明专利]半导体元件

权利要求书

1.一种半导体元件，其特征在于，包括：

多个字线，设置于衬底上方；

多个垂直通道结构，垂直于所述衬底且延伸穿过所述字线设置；

配置于所述多个垂直通道结构中的一可变电阻单元阵列，该可变电阻单元阵列包括多个垂直串线路，所述多个垂直串线路中的每个垂直串线路在垂直方向上包括多个串联连接的可变电阻单元，所述可变电阻单元位于所述多个字线与所述多个垂直通道结构的交叉点处，在该可变电阻单元阵列中的各可变电阻单元包含一可编程阈值晶体管和并联的一第一电阻；

电路，被配置为施加电流至多个垂直通道结构中的被选择的垂直通道结构，以及分别对所述多个字线中的字线WL₁～WL_m对应施加代表输入矢量的输入电压X₁～X_m，其中m≥3；以及

感测放大器电路，连接至所述多个垂直通道结构中的被选择的垂直通道结构，以响应于在所述被选择的垂直通道结构中的垂直串线路中的这些可变电阻单元上施加的电流、施加的代表输入矢量的输入电压X₁～X_m以及存储于这些可变电阻单元中的权重值而生成所述被选择的垂直通道结构的乘积和结果；

其中，串线路中的每个可变电阻单元的可变电阻是在施加于当前可变电阻单元的控制栅极的电压、当前可变电阻单元中可编程阈值晶体管的阈值、当前可变电阻单元中的电流和所述第一电阻的阻值的函数。

2.如权利要求1所述的半导体元件，包括：

多个字线驱动器，连接到这些字线用以施加可变栅极电压至这些可变电阻单元中的这些可编程阈值晶体管。

3.如权利要求1所述的半导体元件，其中该可变电阻单元阵列中的各可变电阻单元中的该可编程阈值晶体管包括一浮动栅极电荷俘获储存晶体管，以及在各这些可变电阻单元中的该第一电阻在浮动栅极电荷俘获储存晶体管中包括一埋藏式注入电阻。

4.如权利要求1所述的半导体元件，其中该可变电阻单元阵列中的各可变电阻单元中的该可编程阈值晶体管包括一介电电荷俘获储存晶体管，以及各这些可变电阻单元中的该第一电阻在介电电荷俘获储存晶体管中包括埋藏式注入电阻。

5.一种半导体元件，其特征在于，包括：

多个字线，设置于衬底上方；

多个垂直通道结构，垂直于所述衬底且延伸穿过所述字线设置；

配置于所述多个垂直通道结构中的一可变电阻单元阵列，该可变电阻单元阵列包括多个垂直NAND类串线路，所述多个垂直NAND类串线路中的每个垂直NAND类串线路在垂直方向上包括多个串联连接的可变电阻单元，所述可变电阻单元位于所述多个字线与所述多个垂直通道结构的交叉点处，该可变电阻单元阵列中的各可变电阻单元包括一可编程阈值晶体管和并联的一电阻，其中该阵列中的各这些可变电阻单元的该可编程阈值晶体管包括一分离栅极晶体管；

电路，被配置为施加电流至多个垂直通道结构中的被选择的垂直通道结构，以及分别对所述多个字线中的字线WL₁～WL_m对应施加代表输入矢量的输入电压X₁～X_m，其中m≥3；以及

感测放大器电路，连接至所述多个垂直通道结构中的被选择的垂直通道结构，以响应于在所述被选择的垂直通道结构中的电阻串中的这些可变电阻单元上施加的电流、施加的代表输入矢量的输入电压X₁～X_m以及存储于这些可变电阻单元中的权重值而生成所述被选择的垂直通道结构的积项和结果；

其中，串线路中的每个可变电阻单元的可变电阻是在施加于当前可变电阻单元的控制栅极的电压、当前可变电阻单元中可编程阈值晶体管的阈值、当前可变电阻单元中的电流和该 电阻的阻值的函数。