뉴모로픽 디바이스를 위한 2차원 전자층을 활용한 전도성브릿지메모리

Abstract

최근 인공지능과 빅 데이터 등에 대한 관심이 높아지면서 병렬처리가 가능한 새로운 소프트웨어를 이용한 다양한 슈퍼 컴퓨터가 개발되어 왔다. 하지만 이러한 슈퍼 컴퓨터는 연산이 기존 폰 노이만 구조에서 이루어져서 병목현상으로 인한 막대한 전력소모와 방대한시스템이 수반된다. 따라서 이를 근본적으로 해결하고자 폰 노이만 구조를 벗어나 뇌를 모방한 뉴로모픽 하드웨어 및 아키텍처를 통해 저전력 소형의 컴퓨터 시스템을 구축하려는 연구들이 진행되고 있다. 뉴로모픽 소자는 아날로그적 전도도 변화와 전도도 변화의 대칭성 및 선형성, 32개 이상의 multi-level 특성, 10년 이상의 retention, 높은 내구성, 우수한 산포 등이 요구된다. 현재 PRAM, RRAM, CBRAM 등의 차세대 메모리를 통해 뉴로모픽 소자를 구현하는 연구들이 많이 진행되고 있다. 하지만 기존 RRAM과 CBRAM은 큰 산포와 endurance의 한계가 있고 PRAM은 비대칭 스위칭(점진적인 셋과 급격한 리셋)과 전도성이동 문제가 있다. 이에 본 연구팀은 기존에 연구한 Cu/Ti/Al2O3/TiO2 CBRAM의 우수한 산포와 multi-level 특성을 뉴로모픽 소자로의 큰 가능성으로 보아 Cu/Ti/Al2O3/TiO2 CBRAM을 뉴로모픽 소자로서 연구하였다. 뉴로모픽 소자의 가장 기본적이면서 핵심 특징인 아날로그적 전도도 변화 특성을 확인하였으며 그 외에도 가소성 특성을 관측하여 뉴로모픽 소자로의 응용 가능성을 보았다. 게다가 유연한 소자로 제작하여 유연한 뉴로모픽