EP3053107A1 - Circuit neuromimétique et procédé de fabrication - Google Patents

Circuit neuromimétique et procédé de fabrication

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EP3053107A1
EP3053107A1 EP14780493.4A EP14780493A EP3053107A1 EP 3053107 A1 EP3053107 A1 EP 3053107A1 EP 14780493 A EP14780493 A EP 14780493A EP 3053107 A1 EP3053107 A1 EP 3053107A1
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EP
European Patent Office
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pads
objects
resistance
variable
nanometric
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP14780493.4A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Paolo Bondavalli
Julie Grollier
Frédéric NGUYEN VAN DAU
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Thales SA
Original Assignee
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Thales SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Centre National de la Recherche Scientifique CNRS, Thales SA filed Critical Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Publication of EP3053107A1 publication Critical patent/EP3053107A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G06N3/02—Neural networks
    • G06N3/04—Architecture, e.g. interconnection topology
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/02—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by spraying
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    • G—PHYSICS
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    • G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N3/00—Computing arrangements based on biological models
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    • G06N3/06—Physical realisation, i.e. hardware implementation of neural networks, neurons or parts of neurons
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    • H10B63/82—Arrangements comprising multiple bistable or multi-stable switching components of the same type on a plane parallel to the substrate, e.g. cross-point arrays the switching components having a common active material layer
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    • H10N70/881—Switching materials
    • H10N70/882—Compounds of sulfur, selenium or tellurium, e.g. chalcogenides
    • H10N70/8828—Tellurides, e.g. GeSbTe

Definitions

  • the present invention relates to neuromimetic networks and methods of manufacturing such networks.
  • the latter in fact, operates massively parallel and analog, unlike current computers.
  • the brain is typically composed of 10 11 interconnected neurons.
  • a neuron is connected to another neuron by a synapse.
  • Each neuron is connected to an average of 10,000 other neurons. This very high density of interconnections is essential to ensure a massively parallel processing of information and a self-learning function.
  • memristors This research has been relaunched since 2008 following the appearance of components called memristors. It is a component having an electrical resistance modifiable by applying a suitable stimulus and having the ability to retain the value of the resistor thus modified. A memristor is thus a component having an analogically modifiable property and having the capacity to memorize this modification (non-volatile character).
  • This change in resistance can be induced by a Red-Ox reaction, a phase change, a change in the properties of an organic layer, by a purely electronic effect (eg spin, ferroelectric polarization, etc.).
  • memristors are known unidimensional nanometric objects, such as for example nanowires and nanotubes with phase change.
  • numerous works have been developed in the field of nanowire growth based on GeSbTe, GeTe and InSe.
  • the invention therefore aims to overcome these problems, in particular by proposing a manufacturing process particularly easy to implement, to obtain cheaply neuromimetic networks.
  • the subject of the invention is a neuromimetic circuit, characterized in that it comprises a random network, said random network comprising:
  • each node being constituted by an electrical contact pad carried on a face of a substrate;
  • each link being constituted by at least one nanometric one-dimensional object with variable resistance and non-volatile having a resistance configured following the application of a stimulus adapted between at least one pair of pads connected by said link.
  • the circuit comprises one or more of the following characteristics, taken separately or in any technically possible combination:
  • each unidimensional nanometric object with variable and non-volatile resistance is a nanowire or a nanotube
  • each unidimensional nanometric object with variable and non-volatile resistance is phase-shifted.
  • the invention also relates to a method of manufacturing a neuromimetic circuit, characterized in that it comprises the steps of:
  • the method comprises one or more of the following characteristics, taken separately or in any technically possible combination:
  • the step of preparing a solution comprising one-dimensional nanoscale objects with variable and non-volatile resistance consists in determining a length distribution of said objects and a number distribution of said objects per unit of volume;
  • the determination of a length distribution and a number distribution per volume unit is performed as a function of a distribution of the distances separating the pads on the substrate.
  • the spraying step is carried out under constraints so as to orient the formation of links between the pads.
  • the invention also relates to a solution comprising one-dimensional nanometric objects with variable and non-volatile resistance suitable for use in the implementation of a method of manufacturing a neuromimetic circuit according to the preceding method.
  • FIG. 1 is a block representation of an embodiment of a method for manufacturing a neuromimetic circuit
  • FIG. 2 is a representation of the random neuromimetic circuit obtained at the output of the intermediate sputtering step of the process of FIG. 1.
  • a neuromimetic circuit is a network whose structure mimics that of the cortex: a neuron comprises a cell body from which a dendrite leaves, constituting an input for the signals, and a plurality of axons, each constituting an output for the signals.
  • the dendrite and axons of a neuron are respectively interconnected with an axon and the dendrites of other neurons are not mediated by synapses.
  • a synapse allows the transmission of a nerve impulse between an upstream neuron and a downstream neuron.
  • the efficiency of the transmission is modifiable in an analog and non-volatile way.
  • the method of manufacturing a neuromimetic circuit presented here allows the realization of a network comprising nodes, whose function is close to that of a neuron, and links between two nodes, whose function is close to that of a synapse between two neurons.
  • the method comprises a step of providing a substrate 10.
  • the substrate 10 is for example of rectangular shape and has a small thickness with respect to its length and its width.
  • the substrate 10 is for example made of silicon.
  • An upper face 12 of the substrate 10 carries a plurality of pads 14 forming electrical contacts.
  • Each pad 14 is for example a CMOS transistor etched on the upper face 12 of the substrate.
  • each pad 14 is electrically connected, through the thickness of the substrate 10, to an electrical connection terminal located on a so-called lower face 16 of the substrate 10.
  • a pad 14 constitutes the end of an electrical connection terminal connected to a CMOS transistor etched on the lower face 16 of the substrate.
  • the studs 14 are arranged in a pattern. For example, they form a grid pattern, the pads being arranged at the intersection of the rows and columns of the grid.
  • the pitch p_ between two successive pads along a line or column of the grid constitutes a characteristic distance between neighboring studs.
  • the method comprises a step 120 of preparing a solution comprising one-dimensional nanometric objects with variable and non-volatile resistance 18.
  • Such objects are variable resistance and non-volatile because their electrical resistance is modifiable in an analog manner by applying a stimulus and they have the ability to retain the electrical resistance value thus modified.
  • Such objects are one-dimensional because they have a dimension of at least ten nanometers in their main direction, and only a few nanometers in the two directions perpendicular to the main direction.
  • Such unidimensional nanometric objects may be hollow, they are then called nanotubes, or filled, they are then called nanowires.
  • Examples of such objects are nanowires / phase change nanotubes, the electrical resistance of which can be modified by applying a configuration voltage whose value is within a suitable range.
  • the objects 18 are thus preferably nanowires based on InSe or GeSbTe.
  • the objects 18 placed in solution are selected so that the length distribution of the objects 18 in solution is adapted to the pitch p_ between adjacent pads.
  • the length distribution has an average length l moy equal to 2 p_.
  • the number concentration of the objects 18 per unit volume of the prepared solution is also adapted to the pitch p between neighboring pads, ie to the characteristic surface to be covered.
  • the concentration is such that it leads to a number distribution per unit area having an average number n average of 10 objects per p * p.
  • Solvent 20 is characterized by an evaporation temperature.
  • the solvent is an organic solvent, such as propanol or N-methylpyrrolidone (called NMP) or dimethylformdeide (called DMF).
  • step 130 the solution is sprayed ("spraying" in English) on the upper face 12 of the substrate 10. This step is known per se.
  • This step provides for the use of a spraying machine 25.
  • a spraying machine 25 Such a machine is known. It is for example described in the document FR 2 966 062 A1.
  • Droplets of the solution are deposited substantially uniformly on the upper face 12 of the heated substrate 10 at a temperature above the evaporation temperature of the solvent.
  • the solvent evaporates instantly in contact with the substrate 10 so as to avoid the formation of deposits of the "coffee drops" type, having a non-uniform distribution where the nanomaterials are concentrated on circles.
  • the solvent is evaporated and the objects 18 rest on the face 12.
  • the circuit 30 obtained is a completely random network in which each node is constituted by a pad 14 and each link, by at least one object 18.
  • the circuit 30 constitutes a practical embodiment of what, in literature, is referred to as dense and disordered networks of interconnections. Such networks have been studied only on a theoretical and statistical level, for example in the article C. Teuscher et al., IEEE Proceedings of the ACM International Symposium on Nanoscale Architecture p.16 (2008).
  • the stochastic characteristics of the circuit 30 depend on the pattern formed by the pads 14, the length distribution of the objects 18, and the number distribution per unit area of the objects 18.
  • the possibility of percolation between the objects 18 deposited during the spraying step 130 is exploited to achieve a very large number of output pads connected to the same input pad. This makes it possible to multiply the interconnections between pads 14.
  • Two pads 14 may be interconnected by a link consisting of several objects 18 in contact, at least two by two.
  • circuit 30 obtained is random not only as regards the links between pads 14, but also with regard to the functions of the pads which are interconnected with at least one other pad. Indeed, at this time of the method, such pads have no determined function: input pad, output pad or input / output pad.
  • the spraying step 130 can be done without constraint so that the circuit 30 obtained is totally random.
  • the spraying step may, alternatively, be carried out under constraints so as to constrain the deposition of the objects 18 in one or more privileged directions (s) and thus guide the organization of links of the circuit.
  • an electric and / or magnetic field is created in the space between the spray nozzle of the used machine 25 and the upper face 12 of the substrate.
  • an alternating voltage is applied, during the spraying step, between two pads 14.
  • the objects 18 deposited will then tend, by dielectrophoresis, to align, between these two pads, according to the direction of the lines of the electric field. It is expected that the solvent of the solution is evaporated and the operation is repeated for another pair of pads.
  • the method continues with a step 140 of configuring the random circuit so as to obtain a neuromimetic circuit 40.
  • Step 140 consists first of all in cleaning the random circuit 30 by using a cleaning method making it possible to eliminate the objects 18 deposited in certain zones of the face 12, for example an area between studs 14 which must function as electrodes. entry and which must not be interconnected with each other. Thus, the potential interference between certain pads 14 are eliminated.
  • the cleaning process consists of the application of an "oxygen" plasma to the area in question. Methods similar to those used for circuit etching are possible for nanowires / nanotubes.
  • Step 140 then consists in activating a pad by injecting a current while applying to the other pads of the circuit 30 a read voltage. In this way, it is possible to determine the interconnected pads together.
  • Step 140 is finally the application of at least one stimulus between two pads
  • the stimulus is a configuration voltage of the link between the studs considered.
  • the value of this configuration voltage is chosen according to the value of the electrical resistance that one wishes to confer on the link, that is to say the object (s) constituting this link.
  • the electrical resistance of the object (s) between the two studs considered is modified by using electrical signals whose voltage is chosen within a range of values allowing a change of state of the object.
  • Each link between two pads 14 is thus configured so that it behaves as a synapse between two neurons.
  • the neuromimetic circuit 40 obtained is ready to be used, for example in a cognitive information processing system.
  • the use of the neuromimetic circuit 40 consists, for example, in applying reading voltages between the pads 14.
  • the value of a reading voltage is chosen in a range of values less than the range of values of the voltages for the configuration of the links of the network.
  • Other uses are also conceivable, in particular so as to modify the electrical resistance of a link depending on the use of this link.
  • This process which is of the "bottom-up” type, makes it easy to manufacture neuromimetic circuits having a high density of interconnections. This comes from the fact that there is a coincidence between a synapse between neurons and an electrical link, made by one or more nanometric object (s) unidimensional (s), between two nodes forming node.
  • s nanometric object
  • s unidimensional
  • This method makes it possible to obtain neuromimetic circuits at a lower cost.

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Abstract

Ce circuit (40) comporte un réseau aléatoire (30), ledit réseau aléatoire comportant : des nœuds, chaque nœud étant constitué par un plot formant contact électrique portée sur une face d'un substrat (10); et des liens entre nœuds, chaque lien étant constitué par au moins un objet nanométrique unidimensionnel à résistance variable et non-volatile (18) présentant une résistance configurée suite a l'application d'un stimulus adapté entre au moins une paire de plots connectés par ledit lien.

Description

Circuit neuromimétique et procédé de fabrication
La présente invention concerne les réseaux neuromimétiques et les procédés de fabrications de tels réseaux.
Ces cinquante dernières années, l'informatique purement numérique, du type Von
Neumann, a fait des progrès considérables. Cependant, même les ordinateurs les plus puissants dotés des algorithmes les plus évolués ne parviennent pas à traiter rapidement des problèmes en apparence simples, tels que l'interprétation d'une image, pourtant réalisée en une fraction de seconde par le cerveau humain.
Ce dernier, en effet, fonctionne de manière massivement parallèle et analogique, contrairement aux ordinateurs actuels. Le cerveau est typiquement composé de 1011 neurones interconnectés entre eux. Un neurone est connecté à un autre neurone par une synapse. Chaque neurone est connecté à 10000 autres neurones en moyenne. Cette très importante densité d'interconnexions est essentielle pour assurer un traitement massivement parallèle de l'information et une fonction d'auto-apprentissage.
De nombreuses recherches portent sur la possibilité de réaliser des circuits neuromimétiques, c'est-à-dire imitant le fonctionnement du cerveau humain, afin d'aller au-delà des architectures conventionnelles, pour permettre un traitement cognitif de l'information.
Ces recherches ont été relancées depuis 2008 suite à l'apparition de composants appelés memristors. Il s'agit d'un composant présentant une résistance électrique modifiable par application d'un stimulus adapté et ayant la capacité de conserver la valeur de la résistance ainsi modifiée. Un memristor est donc un composant présentant une propriété modifiable de manière analogique et ayant la capacité de mémoriser cette modification (caractère non-volatile).
Ce changement de résistance peut être induit par une réaction Red-Ox, un changement de phase, un changement des propriétés d'une couche organique, par un effet purement électronique (ex : spin, polarisation ferroélectrique, etc).
Parmi les memristors on connaît des objets nanométriques unidimensionnels, tels que par exemple des nanofils et des nanotubes à changement de phase. En particulier, de nombreux travaux ont été développés dans le domaine de la croissance des nanofils à base de GeSbTe, GeTe et InSe.
Cependant, depuis la découverte des memristors, un nombre limité de travaux ont porté sur l'architecture des circuits. Ces travaux envisagent une approche « top - down », selon laquelle un circuit est conçu, puis réalisé par des procédés de micro ou de nanoélectronique, tels que des procédés de lithographie. Il s'agit par exemple de fabriquer un réseau de fils conducteurs, chaque fil étant connecté à des bornes d'entrée et de sortie. Deux réseaux sont ensuite superposés à angle droit et les fils d'un réseau sont interconnectés aux fils de l'autre réseau par un memristor.
Les circuits ainsi obtenus sont complexes. Cependant, la densité d'interconnexions reste limitée par la résolution spatiale des procédés utilisés. Les procédés de fabrication sont difficiles à mettre en œuvre. Les circuits réalisés sont par conséquent coûteux.
L'invention a donc pour but de pallier ces problèmes, en proposant notamment un procédé de fabrication particulièrement facile à mettre en œuvre, permettant d'obtenir à moindre coût des réseaux neuromimétiques.
A cette fin, l'invention a pour objet un circuit neuromimétique, caractérisé en ce qu'il comporte un réseau aléatoire, ledit réseau aléatoire comportant :
- des nœuds, chaque nœud étant constitué par un plot formant contact électrique portée sur une face d'un substrat ; et,
- des liens entre nœuds, chaque lien étant constitué par au moins un objet nanométrique unidimensionnel à résistance variable et non-volatile présentant une résistance configurée suite a l'application d'un stimulus adapté entre au moins une paire de plots connectés par ledit lien.
Suivant des modes particuliers de réalisation, le circuit comporte une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles :
- chaque objet nanométrique unidimensionnel à résistance variable et non-volatile est un nanofil ou un nanotube ;
- chaque objet nanométrique unidimensionnel à résistance variable et non-volatile est à changement de phase.
L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un circuit neuromimétique, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes consistant à :
- fournir un substrat dont une face porte une pluralité de plots formant contacts électriques ;
- préparer une solution comportant des objets nanométriques unidimensionnels à résistance variable et non-volatile ;
- pulvériser sur ladite face du substrat ladite solution de manière à obtenir un réseau aléatoire, ledit réseau aléatoire comportant des nœuds constitués par les plots et des liens constitués respectivement par au moins un objet nanométrique unidimensionnel ; et,
- configurer le réseau aléatoire en appliquant un stimulus adapté entre au moins une paire de plots du réseau aléatoire connectés par un lien, pour adapter la résistance dudit au moins un objet nanométrique unidimensionnel constitutif dudit lien, de manière à obtenir un réseau neuromimétique.
Suivant des modes particuliers de réalisation, le procédé comporte une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles :
l'étape consistant à préparer une solution comportant des objets nanométriques unidimensionnels à résistance variable et non-volatile consiste à déterminer une distribution en longueur desdits objets et une distribution en nombre desdits objets par unité de volume ;
- la détermination d'une distribution en longueur et d'une distribution en nombre par unité de volume est effectuée en fonction d'une distribution des distances séparant les plots sur le substrat.
l'étape de pulvérisation est réalisée sous contraintes de manière à orienter la formation des liens entre les plots.
L'invention a également pour objet une solution comportant des objets nanométriques unidimensionnels à résistance variable et non-volatile propre à être utilisée pour la mise en œuvre d'un procédé de fabrication d'un circuit neuromimétique conforme au procédé précédent.
L'invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 est une représentation sous forme de blocs d'un mode de réalisation d'un procédé de fabrication d'un circuit neuromimétique ; et,
- la figure 2 est une représentation du circuit neuromimétique aléatoire obtenu en sortie de l'étape intermédiaire de pulvérisation du procédé de la figure 1 .
Un circuit neuromimétique est un réseau dont la structure imite celle du cortex : un neurone comporte un corps cellulaire duquel partent une dendrite, constituant une entrée pour les signaux, et une pluralité d'axones, constituant chacun une sortie pour les signaux.
La dendrite et les axones d'un neurone sont respectivement interconnectés avec un axone et les dendrites d'autres neurones pas l'intermédiaire de synapses.
Une synapse permet la transmission d'un influx nerveux entre un neurone amont et un neurone aval.
L'efficacité de la transmission est modifiable de manière analogique et non- volatile. Le procédé de fabrication d'un circuit neuromimétique présenté ici permet la réalisation d'un réseau comportant des noeuds, dont la fonction se rapproche de celle d'un neurone, et de liens entre deux nœuds, dont la fonction se rapproche de celle d'une synapse entre deux neurones.
Les différentes étapes du procédé de fabrication d'un circuit neuromimétique sont représentées sur la figure 1 .
Le procédé comporte une étape 1 10 consistant à fournir un substrat 10.
Le substrat 10 est par exemple de forme rectangulaire et présente une épaisseur faible par rapport à sa longueur et à sa largeur. Le substrat 10 est par exemple en silicium.
Une face 12 dite supérieure du substrat 10 porte une pluralité de plots 14 formant des contacts électriques.
Chaque plot 14 est par exemple un transistor CMOS gravé sur la face supérieure 12 du substrat.
Avantageusement, chaque plot 14 est connecté électriquement, à travers l'épaisseur du substrat 10, à une borne de connexion électrique située sur une face 16 dite inférieure du substrat 10.
En variante, un plot 14 constitue l'extrémité d'une borne de connexion électrique reliée à un transistor CMOS gravé sur la face 16 inférieure du substrat.
Les plots 14 sont disposés selon un motif. Par exemple, ils forment un motif en grille, les plots étant disposés au croisement des lignes et des colonnes de la grille. Le pas p_ entre deux plots successifs selon une ligne ou une colonne de la grille constitue une distance caractéristique entre plots voisins.
Le procédé comporte une étape 120 consistant à préparer une solution comportant des objets nanométriques unidimensionnels à résistance variable et non- volatile 18.
De tels objets sont à résistance variable et non-volatile car leur résistance électrique est modifiable de manière analogique par application d'un stimulus et ils présentent la capacité de retenir la valeur de résistance électrique ainsi modifiée.
De tels objets sont unidimensionnels car ils présentent une dimension d'au moins une dizaine de nanomètres selon leur direction principale, et de quelques nanomètres seulement selon les deux directions perpendiculaires à la direction principale.
De tels objets nanométriques unidimensionnels peuvent être creux, ils sont alors dénommés nanotubes, ou remplis, ils sont alors dénommés nanofils. Comme exemples de tels objets, on trouve les nanofils/nanotubes à changement de phase, dont la résistance électrique est modifiable par application d'une tension de configuration dont la valeur est comprise dans une gamme adaptée.
Les objets 18 sont ainsi de préférence des nanofils à base de InSe ou de GeSbTe. Les objets 18 mis en solution sont sélectionnés de manière à ce que la distribution en longueur des objets 18 en solution soit adaptée au pas p_ entre plots voisins. Par exemple, la distribution en longueur présente une longueur moyenne lmoy égale à 2 p_.
La concentration en nombre des objets 18 par unité de volume de la solution préparée est également adaptée au pas p_ entre plots voisins, c'est-à-dire à la surface caractéristique à recouvrir. Par exemple, la concentration est telle qu'elle conduit à une distribution en nombre par unité de surface présentant un nombre moyen nmoy de 10 objets 18 par p*p.
Les objets 18 sont mis en solution dans un solvant 20 adapté. Le solvant 20 se caractérise par une température d'évaporation. De préférence, le solvant est un solvant organique, tel que le propanol ou le N-méthyl-pyrrolidone (dénommé NMP) ou le Di- méthyl-formaldeide (dénommé DMF).
A l'étape 130, la solution est pulvérisée (« spraying » en anglais) sur la face supérieure 12 du substrat 10. Cette étape est connue en soi.
Cette étape prévoit l'utilisation d'une machine de pulvérisation 25. Une telle machine est connue. Elle est par exemple décrite dans le document FR 2 966 062 A1 .
Des gouttelettes de la solution sont déposées de manière sensiblement uniforme sur la face supérieure 12 du substrat 10 chauffée à une température supérieure à la température d'évaporation du solvant.
De cette manière, le solvant s'évapore instantanément au contact du substrat 10 de manière à éviter la formation de dépôts du type « gouttes de café », présentant une distribution non-uniforme où les nanomatériaux sont concentrés sur des cercles.
Après un temps de déposition, le solvant 20 s'est évaporé et les objets 18 reposent sur la face 12.
A la suite de cette étape de pulvérisation, le circuit 30 obtenu est un réseau complètement aléatoire dont chaque nœud est constitué par un plot 14 et chaque lien, par au moins un objet 18. Le circuit 30 constitue une réalisation pratique de ce qui, dans la littérature, est dénommé réseaux denses et désordonnés d'interconnexions. De tels réseaux ont été étudiés uniquement sur un plan théorique et statistique, par exemple dans l'article C. Teuscher et al., IEEE Proceedings of the ACM International Symposium on Nanoscale Architecture p.16 (2008). Les caractéristiques stochastiques du circuit 30 dépendent du motif formé par les plots 14, de la distribution en longueur des objets 18, et de la distribution en nombre par unité de surface des objets 18.
Ainsi, comme cela est illustré sur la figure 2, certains des objets 18 sont en contact d'aucun plot, d'autres, d'un seul plot, d'autres enfin, de deux ou d'un petit nombre de plots.
Avantageusement, la possibilité de percolation entre les objets 18 déposés au cours de l'étape de pulvérisation 130 est exploitée pour atteindre un nombre très élevé de plots de sortie connectés à un même plot d'entrée. Ceci permet donc de démultiplier les interconnexions entre plots 14.
Ainsi certains des objets 18 sont en contact d'aucun autre nanofil, d'autres, d'un seul nanofil, d'autres enfin, de deux ou d'un petit nombre d'objets.
Deux plots 14 peuvent être interconnectés par un lien constitué par plusieurs objets 18 en contact, au moins deux à deux.
II est à souligner que le circuit 30 obtenu est aléatoire non seulement en ce qui concerne les liens entre plots 14, mais également en ce qui concerne les fonctions des plots qui sont interconnectés avec au moins un autre plot. En effet, à cet instant du procédé, de tels plots n'ont pas de fonction déterminée : plot d'entrée, plot de sortie ou plot d'entrée/sortie.
L'étape de pulvérisation 130 peut se faire sans contrainte de sorte que le circuit 30 obtenu est totalement aléatoire.
L'étape de pulvérisation peut, en variante, s'effectuer sous contraintes de manière à contraindre la déposition des objets 18 selon une ou plusieurs directions privilégiée(s) et ainsi orienter l'organisation des liens du circuit.
Par exemple, un champ électrique et/ou magnétique est créé dans l'espace entre la buse de pulvérisation de la machine 25 utilisée et la face supérieure 12 du substrat.
Par exemple encore, une tension alternative est appliquée, au cours de l'étape de pulvérisation, entre deux plots 14. Les objets 18 déposés auront alors tendance, par diélectrophorèse, à s'aligner, entre ces deux plots, selon la direction des lignes du champ électrique. On attend que le solvant de la solution soit évaporé et l'on recommence l'opération pour une autre paire de plots.
Le procédé se poursuit par une étape 140 de configuration du circuit aléatoire de manière à obtenir un circuit neuromimétique 40.
L'étape 140 consiste d'abord à nettoyer le circuit aléatoire 30 en utilisant un procédé de nettoyage permettant d'éliminer les objets 18 déposés dans certaines zones de la face 12, par exemple une zone entre des plots 14 devant fonctionner en tant qu'entrée et qui ne doivent pas être interconnectés entre eux. Ainsi, les interférences potentielles entre certains plots 14 sont éliminées. Lorsque les objets nanométriques unidimensionnels utilisés sont des nanotubes de carbone, le procédé de nettoyage consiste en l'application d'un plasma « oxygène » sur la zone considérée. Des procédés similaires à ceux utilisés pour la gravure de circuit sont envisageables pour des nanofils/nanotubes.
L'étape 140 consiste ensuite à activer un plot en y injectant un courant tout en appliquant aux autres plots du circuit 30 une tension de lecture. De cette manière, il est possible de déterminer les plots interconnectés entre eux.
L'étape 140 consiste enfin en l'application d'au moins un stimulus entre deux plots
14 effectivement interconnectés de manière à modifier la valeur de la grandeur caractéristique de l'objet 18.
Lorsque cette grandeur est une résistance, le stimulus est une tension de configuration du lien entre les plots considérés. La valeur de cette tension de configuration est choisie en fonction de la valeur de la résistance électrique que l'on souhaite conférer au lien, c'est-à-dire au(x) objet(s) constituant ce lien. Dit autrement, la résistance électrique du ou des objet(s) entre les deux plots considérés est modifiée en utilisant des signaux électriques dont la tension est choisie dans une gamme de valeurs permettant un changement d'état de l'objet.
Chaque lien entre deux plots 14 est ainsi configuré pour qu'il se comporte comme une synapse entre deux neurones.
A l'issue de l'étape 140, le circuit neuromimétique 40 obtenu est prêt à être utilisé, par exemple dans un système de traitement cognitif de l'information.
L'utilisation du circuit neuromimétique 40 consiste par exemple à appliquer des tensions de lecture entre les plots 14. La valeur d'une tension de lecture est choisie dans une gamme de valeurs inférieure à la gamme de valeurs des tensions pour la configuration des liens du réseau. D'autres utilisations sont également envisageables, en particulier de manière à modifier la résistance électrique d'un lien en fonction de l'utilisation de ce lien.
L'homme du métier constatera que la mise en œuvre du procédé présenté ci- dessus est particulièrement facile. Il ne comporte qu'un petit nombre d'étapes technologiques.
Ce procédé qui est du type «bottom-up » permet de fabriquer facilement des circuits neuromimétiques présentant une grande densité d'interconnexions. Ceci provient du fait qu'il y a coïncidence entre une synapse entre neurones et un lien électrique, réalisé par un ou plusieurs objet(s) nanométrique(s) unidimensionnel(s), entre deux plots formant noeud.
Ce procédé permet d'obtenir à moindre coût des circuits neuromimétiques.

Claims

REVENDICATIONS
1 . - Circuit neuromimétique (40), caractérisé en ce qu'il comporte un réseau aléatoire (30), ledit réseau aléatoire comportant :
- des nœuds, chaque nœud étant constitué par un plot formant contact électrique portée sur une face d'un substrat (10) ; et,
- des liens entre nœuds, chaque lien étant constitué par au moins un objet nanométrique unidimensionnel à résistance variable et non-volatile (18) présentant une résistance configurée suite a l'application d'un stimulus adapté entre au moins une paire de plots connectés par ledit lien.
2. - Circuit selon la revendication 1 , dans lequel chaque objet nanométrique unidimensionnel à résistance variable et non-volatile est un nanofil ou un nanotube.
3. - Circuit selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel chaque objet nanométrique unidimensionnel à résistance variable et non-volatile est à changement de phase.
4.- Procédé de fabrication d'un circuit neuromimétique, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes consistant à :
- fournir (1 10) un substrat (10) dont une face (12) porte une pluralité de plots (14) formant contacts électriques ;
- préparer (120) une solution comportant des objets nanométriques unidimensionnels à résistance variable et non-volatile (18) ;
- pulvériser (130) sur ladite face du substrat ladite solution de manière à obtenir un réseau aléatoire (30), ledit réseau aléatoire comportant des nœuds constitués par les plots et des liens constitués respectivement par au moins un objet nanométrique unidimensionnel ; et,
- configurer (140) le réseau aléatoire en appliquant un stimulus adapté entre au moins une paire de plots du réseau aléatoire connectés par un lien, pour adapter la résistance dudit au moins un objet nanométrique unidimensionnel constitutif dudit lien, de manière à obtenir un réseau neuromimétique (40).
5.- Procédé selon la revendication 4, dans lequel l'étape (120) consistant à préparer une solution comportant des objets nanométriques unidimensionnels à résistance variable et non-volatile (18) consiste à déterminer une distribution en longueur desdits objets et une distribution en nombre desdits objets par unité de volume.
6. - Procédé selon la revendication 5, dans lequel la détermination d'une distribution en longueur et d'une distribution en nombre par unité de volume est effectuée en fonction d'une distribution des distances séparant les plots (14) sur le substrat (10).
7. - Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, dans lequel l'étape (130) de pulvérisation est réalisée sous contraintes de manière à orienter la formation des liens entre les plots (14).
8. - Solution comportant des objets nanométriques unidimensionnels à résistance variable et non-volatile (18), caractérisée en ce qu'elle est propre à être utilisée pour la mise en œuvre d'un procédé de fabrication d'un circuit neuromimétique (40) conforme à l'une quelconque des revendications 4 à 7.
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