Техника - молодёжи 1975-09, страница 23

большая модель (3,5XIО¹⁶ бит) — с комча^ту Для практики такие размеры приемлемы, но как сделать чтобы памяти стола в 100 000 раз (а лучше в миллион раз) компактнее, чем можно получить пр" самых современных методах микроэлектроники?

Трудностей на этом пути так много, что с первого взгляда такое улучшение кажется невозможным, однако внимательный анализ помо-~ает выявить тот фундаментальный недостаток i современных методах получения микроэлектронных интегральных схем, устранив который можно было бы значительно улучшить положение.

По сути делч, Сама схема располагается в тончайшем поверхностном слое полупроводникового кристалла Общая толщина используемою объема равна 1 микрону. Еще хуже то, что ср язи между элемен-^тами лежат в той же плоскости и занимают для «простейшей» 1000-

■1ри этом ертикаг.ьные с> 13и, затем сно а слой с элементами. И так продолжать наращивание до тех пор, пока не получится куб высотой ! 1 см.

В таком кубе памяти, используя только 10СЭ0 cnoei для запоминающих ячеек и 90 000 слоев для каналов связей, можно разместить 10⁷ запоминающих ячеек При размере запоминающего элемента около 3X5 микрон в каждой ячейке может храниться около I00 бит информации Таким образом, в одном кубе можно хранить и взаимно св.1зыват1 10® бит информации, то есть реализс ать память на 10¹' бит в 10 кубах и память на 10^п бит в 100L кубах. Если каждый куб будет весить 3 г, то их вес в иску стг ei ним мозге будет в пределах от 30 г до 30 кг.

Перелом на поспойное наращ ва-ние трехмерных структур решит осн 1ную проблему создания памя-

сти кристалла юзникают многочисленные ступеньки из разнородных материалов, не по?'СЛ!.юшие нарастить даже второй схемный слой CLepxy, не говоря уже о тысячах слое— Таким обрлзом, даже этот самый современный процесс в микроэлектронике не годится для создания устройст! искусственного интеллекта Неко1 эрые специалисты склонны отодвинуть на задний план все те прекрасные достижения, которые есть в полупрс эдгикоьой теории и практике, и предлагают начат поиск решени! в использовании методов живой природы. Но основные программы, упре пяю-щие ростом природных элементо i памяти, хранятся внутри растущих клеток, и, следовательно, размеры элементов для хранения этих программ должн .1 быть на много порядков меньше, чем размеры самих ячеек. При микронных размерах ячеек это означает ангстремные размеры элементо : хранения про

за! юминэющие

ЯЧЕИКИ Р5Г

| В93НЫЕ ЯЧЕЙКИ

KOrEPL.HTI Iblt 1.-И".ОБКШ'Г НИЯ

KOH.aKTHOF поль

100(1 CXFMHblX с.).оьв

атомы

оснс/Р110ГО

•BEujEc.t.a атомм ,

П~>и*ЛЕ< иВ

атомы .. • riPHMFCHH

roF изонтальныЕ и вергикэгьные каналы е

юо МИКРОНОВ

учагтки геометрии

э; «лентной интегральной схемы 99% площади. Предположим, что для гам! .и искусственного мозга нужно 10¹³ элементе Пусть на каждом кристалле площадью в 1 см² можно получить миллион (в 1000 раз больше) элементов Тогда для получения одного устройства памяти необходимо изготовить 10 миллионов кристаллов. А как соединить кристаллы между собой? Количество межкристаллических сглзей вырастает такую кошмарную цифру, что нереальность проекта становится очевидна.

Значит, двухмерное решение не подхолит. А трехмерное? Начать с тонкей кристаллической пластинки — квадрата 1 смХ1 см. На е«г поверх нос-ь нарастить слой элементов толщиной около одного микрона, затем нанести подряд несколько слоев соединительных схем, наращивая

ти для искусственного интеллекта, но специалисты в области микроэлектроники, прочитав этот «рассказ», покачают голо ой и скажут: «Научная фантастика! мы с трудом получаем один слой с 10^п0 годных элементо. • - нечего и думать о получении 10 000 слоев, по миллиону элементов в каждом!» И действительно, нет в блестящем арсенале микроэлек.-роники процесса последовательного наращивания схемных слое_1.

Самый распространенный в микроэлектронике процесс — пленарный, при котором получение одного схемного слоя длится 5 дней, следовательно, для изгото|_ления куба | амяти потребуется езыше ста лет Существенное сокращение технологического цикла мал< вероятно. Но есть более печальный недоста^_ок у пленарного процесса. На поверхно-

граммм роста, а г настоящее -ремя на этот счет нет даже научно-фантастических идей.

Мы .предлагаем более скромный и более реальный подход: создать устан! >ку, лишенную недостатк! i планерного процесса, и построить трехмерный микроэлектрон!.ый куб памяти. Взять за основу процесс эпитаксиального наращивания полупроводнико. IX пленок, при котором в реакторе, содержащем -смесь газев, размещается тонкая пластинка монокристального полупроводника, нагретая до высокой температуры. В ее окрестностях начинается реакция, и на поверхность осгждаются атомы одного из комгонентов газа, образуя слой, продолжающий кристаллическую структуру пластикхи. Вводя в газ примеси, можно получить различную концентрацию примесных

21