Моделирование 3-d наносхемотехники

направления
д.т.н., профессор
Трубочкина Надежда Константиновна
nadin@miem.edu.ru
http://nadin.miem.edu.ru

и предназначенные для новых производственных процессов и устройств.
Промышленность и

общество могут извлечь пользу из новых знаний посредством разработки новых продуктов и технологических процессов.
Необходима согласованность национальных исследовательских программ и инвестиций. Это должно гарантировать обеспечение страны командами и соответствующей инфраструктурой, нацеленными на решение актуальных задач.

схем.
Разработана соответствующая подходу схемотехника.
Разработано программное обеспечение, позволяющее синтезировать новые

интегральные структуры, а также «совершать экскурсию» внутрь интеллектуального кристалла и «гулять» там.

переход между материалами с различными свойствами.
Математические модели интеллектуальных элементов содержат

минимальное количество переходов и физических областей с различными свойствами.
Некоторые модели «совпадают» по структуре с органическими молекулами, имеющими те же логические функции.

является неориентированный граф
G (X, А, Г),
где: X = (х1, х2,

…хN) – множество вершин,
А = (а1,а2,…аМ) – множество ребер.

Предикат Г является трехместным предикатом и описывается логическим высказыванием
Г (xi, ak, xj),
которое означает, что ребро aк соединяет вершины хi и xj.

Fi
Тi ,
в

которой
Тi определяет качественный состав части интегральной структуры,
Fi – элемент функционального множества.

Т = {Ti}(i=1,n) = (p,n,p+,n+,…SiO2, Al, Ga…) = П U Д U М –

множество элементов типа частей структуры (р – полупроводниковая область р-типа, n – полупроводниковая область n-типа, SiO2 – область двуокиси кремния, Аl – область алюминия, Ga – область галия и т.д.),
П – подмножество областей полупроводников, Д – подмножество областей диэлектриков, М – подмножество проводников.

= {Fyi} = (E1,…,Ek1,I1,…,Ik2,φ1,…,φk3…)
подмножества управляющих воздействий в виде напряжения Еi,

тока Ij, света φк и
FH = {FHi} = (вх1,…,вхm,вых1,…,выхn)
подмножества назначения, задающего входные и выходные функции областям из подмножества Т, по отношению к которым определяются передаточные характеристики элементов.
N – число областей интегральной структуры, размерность элемента.

частями интегральной структуры, выполняющие определенные функции, причем существуют
xi, xj (

хi ≠ xj & Г (xi , ак , xj ) & Г (xj , ак , xi).
Примерами переходов – компонентов переходной схемотехники – являются:
Пi – Пj переход -
переход между полупроводниками, например, р – n переход, переход между полупроводниками р и n типа, выполняющий диодную функцию,
Пi – Дj переход -
переход между полупроводником и диэлектриком,
Пi – Мj переход -
переход между полупроводником и металлом (диод Шоттки),
переходы между прозрачными и непрозрачными слоями в оптоэлектронных элементах,
мембраны в биологических элементах и т.д,
Инциндентор Г (xi, ak, xj) означает, что область xi, имеет с областью xj физическую границу – переход ak.

могут содержать и циклы.









цепь открытий и изобретений, давших три последних

поколения вычислительных машин, всего лишь начальные элементы таблицы оптимальных математических моделей элементов переходной (p-n) схемотехники.

математической модели элемента переходной схемотехники: а) – структурная формула элемента И-НЕ,

б) – структура элемента, выполненного по эпитаксиально-nланарной технологии, в) – структурная формула И-НЕ, г) – структура элемента с локальными эпитаксиальными областями, д) – структурная формула И-НЕ, е) – структура элемента с многослойной (трехмерной) конструкцией

по эмиттерам и коллекторам),
б) – вертикальная оптимальная интегральная структура,
в) – вертикальная структура

с разбиением вершины nвых ,
г) – горизонтальная структура на изоляторе

Уравнение синтеза

структура, б) – топология

б) – ДНК,



в) – интегральная структура,
г) – топология

одного разряда

комплиментарной цепи ДНК из нуклеотидов, модели которых удивительно похожи на

математические модели триггеров в переходной схемотехнике.

модели ФИЭ

1)

2)

3)

4)

5)

6)

7)

8)

3-d СБИС.
Моделирующее программное обеспечение.
Побочный культурологический эффект:
3-d технологии в

интернете (3-d сайты)
http://nadin.miem.edu.ru/my_img/3d_room/3d_p_1_1.html

http://testing.miem.edu.ru
методические материалы

сер. Технология производства и оборудование, вып.1, 1985, с.20.
Трубочкина Н.К. Логические

элементы статических БИС. М: МИЭМ, 1987.
Трубочкина Н.К. Машинное моделирование функционально-интегрированных элементов. Учебное пособие. М.: МИЭМ, 1989.
Трубочкина Н.К., Мурашев В.Н., Петросян Ю.А., Алексеев А.Е. Функциональная интеграция. Концепция. Электронная промышленность, 2000, № 4, с.49-70.
Трубочкина Н.К., Мурашев В.Н., Петросян Ю.А., Алексеев А.Е. Функциональная интеграция элементов и устройств. Электронная промышленность, 2000, № 4, с.70-88.
Трубочкина Н.К. Схемотехника ЭВМ. М: МИЭМ, 2008.

профессор, Россия, Москва, МИЭМ, кафедра вычислительных систем и сетей.
Работает в

области информационных, компьютерных и интернет-технологий, занимается теоретическими разработками в области переходной схемотехники для 3-d СБИС.
Автор более 80 научных работ и изобретений в области создания элементной базы и программного обеспечения для проектирования компьютерных систем.
Читает лекции в Московском институте электроники и математики по компьютерной схемотехнике и Web-дизайну. Ведет курс в интернете по Flash-технологиям.
Имеет сайты:
http://nadin.miem.edu.ru
http://distant.miem.edu.ru
http://testing.miem.edu.ru

Б.Трехсвятительский пер., 3/12, кафедра «Вычислительные системы и сети» (ВСиС)
Тел.: 916-8909
E-mail:
nadin@miem.edu.ru
flash@miem.edu.ru