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RRAM 소자 및 상기 RRAM 소자에 연결되는 트렌지스터를 포함하는 뉴로모픽 시스템 응용을 위한 1 트랜지스터-1 저항(1T-1R) 구조의 시냅스 장치의 강화 동작 방법에 있어서,강화(potentiation) 동작 사이클을 리드(read) 동작, 셋(set) 동작 및 리셋(reset) 동작 순서대로 수행하되,상기 셋(set) 동작은 상기 트렌지스터의 게이트 전극에 인가되는, 크기가 고정된 조건을 갖는 셋 게이트 전압 및 상기 RRAM 소자에 인가되는, 펄스폭 및 크기가 고정된 조건을 갖는 셋 전압으로 수행되고, 상기 리셋(reset) 동작은 상기 트렌지스터의 게이트 전극에 인가되는, 크기가 고정된 조건을 갖는 리셋 게이트 전압 및 상기 RRAM 소자에 인가되는, 펄스폭 및 크기가 고정된 조건을 갖는 리셋 전압으로 수행되며,강화 동작 사이클의 수행 횟수에 따라 시냅스 장치의 전류가 선형적으로 증가하여 멀티 레벨 셀 특성을 갖고,상기 RRAM 소자는 TiN 하부 전극;상기 하부 전극 상에 배치되는 HfO2 저항변화층;상기 저항변화층 상에 배치되는 Ti 산소포착층 및상기 산소포착층 상에 배치되는 TiN 상부 전극을 포함하고, 상기 저항변화층에서 도전성 필라멘트의 형성 및 소멸이 이루어져 저항 상태가 변화되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 뉴로모픽 시스템 응용을 위한 시냅스 장치의 강화 동작 방법
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제1항에 있어서,상기 도전성 필라멘트는 상기 산소포착층으로부터 침투된 금속이온의 산화환원 반응에 의하거나, 상기 저항변화층과 상기 산소포착층과의 화학반응을 통해 형성된 산소 공공(oxygen vacancy)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 뉴로모픽 시스템 응용을 위한 시냅스 장치의 강화 동작 방법
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제1항에 있어서,상기 강화 동작 사이클이 수행될 때, 셋 동작과 리셋 동작에 의해 도전성 필라멘트와 하부 전극 사이의 스위칭 갭이 형성되며, 상기 강화 동작 사이클의 수행 횟수에 따라 산소 공공의 증가로 인해 도전성 필라멘트의 밀도가 증가하고, 이로부터 도전성 필라멘트와 하부 전극 사이의 스위칭 갭이 감소하여, 시냅스 장치의 전류가 선형적으로 증가하는 것을 특징으로 하는 뉴로모픽 시스템 응용을 위한 시냅스 장치의 강화 동작 방법
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제1항에 있어서,상기 셋 게이트 전압의 크기는 0
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제1항에 있어서,상기 셋 전압의 크기는 0
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제1항에 있어서,상기 셋 전압의 펄스폭은 1ns 내지 1ms인 것을 특징으로 하는 뉴로모픽 시스템 응용을 위한 시냅스 장치의 강화 동작 방법
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제1항에 있어서,상기 셋 전압의 크기는 0
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제1항에 있어서,상기 리셋 게이트 전압의 크기는 0
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제1항에 있어서,상기 리셋 전압의 크기는 -3V 내지 -0
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제1항에 있어서,상기 리셋 전압의 펄스폭은 1ns 내지 1ms인 것을 특징으로 하는 뉴로모픽 시스템 응용을 위한 시냅스 장치의 강화 동작 방법
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제1항에 있어서,상기 리셋 전압의 크기는 -1
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제1항에 있어서,상기 셋 전압의 펄스폭과 상기 리셋 전압의 펄스폭의 차의 절댓값은 90um 이하인 것을 특징으로 하는 뉴로모픽 시스템 응용을 위한 시냅스 장치의 강화 동작 방법
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