[發(fā)明專利]信息處理裝置以及信息處理裝置的驅(qū)動方法

在審

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• 申請日: 2021-02-19
• 公開（公告）號: CN115210870A
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 島久;內(nèi)藤泰久;秋永広幸;高橋慎
• 申請（專利權(quán)）人: 國立研究開發(fā)法人產(chǎn)業(yè)技術(shù)總合研究所
• 主分類號: H01L27/105
• 分類號: H01L27/105;H01L45/00;H01L49/00;H01L21/8239
• 代理公司: 北京銘碩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11286
• 代理人: 周春燕;金玉蘭

通過上部電極、下部電極、以及設(shè)置在上部電極與下部電極之間的氧化物層而使電阻成分(R1)與電容成分(C1)、電阻成分(R2)與電容成分(C2)并聯(lián)連接的形式的模擬電阻變化元件(101)、(102)這兩個串聯(lián)連接，從而能夠直接利用現(xiàn)有的模擬電阻變化元件。另外，針對電阻成分與電容成分并聯(lián)連接的形式的模擬電阻元件，可以連接具有電阻成分和電容成分的并聯(lián)電路。通過針對該電路系統(tǒng)施加電壓，從而電阻值能夠變化，在低電阻化過程中，顯現(xiàn)出電容成分(C1)、(C2)的影響，通過根據(jù)電容的比率來分配電壓從而使電壓降低，抑制急劇的電阻減小。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種信息處理裝置以及信息處理裝置的驅(qū)動方法。特別涉及一種使用了模擬電阻變化元件的腦型信息處理裝置以及腦型信息處理裝置的驅(qū)動方法。

背景技術(shù)

IoT(Internet of Things：物聯(lián)網(wǎng))技術(shù)應(yīng)用于各種領(lǐng)域，流入因特網(wǎng)的數(shù)據(jù)量正在加速地增大。由此，在信息的收集和累積、流通、分析、控制等所有處理中所消耗的電力大幅度地增大。

如以往的計算機那樣，在CPU訪問存儲器來進行運算處理的情況下，由于數(shù)據(jù)傳送速度慢所以不能夠抑制消耗電力的增大。在近年來的神經(jīng)式計算機(腦型信息處理裝置、腦型電路)中，通過使處理器和存儲器一體化而得的存儲器內(nèi)計算而能夠進行超級并行計算，通過模仿腦內(nèi)的信息處理從而能夠使運算效率變高，并能夠降低消耗電力。

在腦型的信息處理中，例如，將神經(jīng)細胞模型化而作為多輸入單輸出的元件，通過感知器的模式識別而在分離平面上分離輸入的模式。在腦型信息處理裝置中，例如，在感知器中使用模擬電阻變化元件，使用通過字線和位線交叉連接而成的陣列結(jié)構(gòu)。模擬電阻變化元件也被稱為憶阻器、RAND(Resistive Analog Neuro Device，電阻式模擬神經(jīng)設(shè)備)。

模擬電阻變化元件具有通過向絕緣性的氧化物被膜施加電壓而使電流值非線性地變化的電阻開關(guān)效果，通過由電流感應(yīng)的氧化還原反應(yīng)而使電阻值模擬性地變化。對于模擬電阻變化元件而言，由于I(電流)-V(電壓)曲線具有滯后特性，所以能夠?qū)⒎且资缘碾娮枳兓米鞔鎯ζ鳌?/p>

作為與模擬電阻變化元件關(guān)聯(lián)的技術(shù)，例如，公開了一種整流元件，該整流元件在電極間夾設(shè)有氧化鈦層，通過在電極間沿相反方向施加超過臨界反轉(zhuǎn)電力的大小的反轉(zhuǎn)電信號從而能夠使整流特性反轉(zhuǎn)(例如，參照下述專利文獻1。)。

另外，公開了如下技術(shù)：通過在憶阻器固有的并聯(lián)電容器Cp連接串聯(lián)電容器Cs的非易失性偽存儲器電容器(Non-volatile Pseudo-Memcapacitor：NPM)，從而時間性地控制導(dǎo)電度而使電路的電力消耗降低(例如，參照下述非專利文獻1。)。

另外，公開了如下技術(shù)：通過以豎立設(shè)置在下部電極上的第一電介質(zhì)層上的形式交替地配置多個第二電介質(zhì)層和多個可變電阻部來設(shè)置上部電極的憶容器(Memcapacitor)，來提高運算處理速度和改寫次數(shù)(例如，參照下述專利文獻2。)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2009-135461號公報

專利文獻2：日本特開2018-49887號公報

非技術(shù)文獻

非專利文獻1：Zhongrui Wang，另外23名，“Capacitive neural network withneuro-transistors”,[online]，2018年8月10日，nature communications，[2020年2月6日檢索]，網(wǎng)址URL：https://www.nature.com/articles/s41467-018-05677-5

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題