A jövő memóriájának alapjait az imec és a Genti Egyetem kutatói rakták le, amikor 300 milliméteres wafereken 120 váltakozó Si és SiGe réteget növesztettek. Ez első hallásra egyszerűnek tűnhet, mintha papírlapokat tennénk egymásra, a gyakorlatban viszont olyan, mint kártyavárat építeni, ahol minden második lap kissé más méretű és hajlamos kifelé feszülni. A különböző kristályrácsok miatt a rétegek természetesen feszülnek, ami könnyen hibákhoz, úgynevezett diszlokációkhoz vezethet - ezek pedig tönkretennék a memóriachip teljesítményét.
A kihívás leküzdésére a csapat gondosan beállította a germánium mennyiségét a SiGe rétegekben, és kísérletezett szén hozzáadásával is, amely mikroszkopikus "ragasztóként" viselkedik, csökkentve a belső feszültségeket. Emellett rendkívül szigorú hőmérséklet-szabályozást alkalmaztak a növesztési folyamat során, hiszen már egy apró hőingadozás is rétegtorzulást eredményezhetett volna.
A rétegek kialakítása fejlett epitaxiális leválasztással történt, amelyben szilánt és germánt, vagyis szilícium- és germániumtartalmú gázokat bontottak le a wafer felületén. Így épültek fel atomnyi vastagságú rétegek, amelyek egyenletessége döntő fontosságú volt, hiszen egyetlen hiba végigfut az egész struktúrán, akár egy elcsúszott emelet egy felhőkarcolóban.
A törekvés célja a memóriachipek sűrűségének növelése. A hagyományos DRAM vízszintes elrendezésben építkezik, ami korlátozza a tárolócellák számát. A vertikális halmozás viszont lehetővé teszi, hogy ugyanakkora alapterületen sokkal több cella férjen el, így nő a kapacitás anélkül, hogy a chip mérete változna. A 120 réteges kísérlet azt bizonyítja, hogy a 3D-s megközelítés nem csupán elméleti lehetőség, hanem működőképes irány a jövő memóriája felé.
Az eredmény messze túlmutat a DRAM-on. Az ilyen precíz, többrétegű struktúrák az új generációs tranzisztorok - például a GAAFET és CFET - gyártásában is kulcsszerepet kaphatnak, sőt a kvantumszámítógépekhez is közelebb visznek, ahol atomnyi pontosság szükséges az eszközök működéséhez. Nem véletlen, hogy a Samsung már saját 3D DRAM fejlesztőközpontot hozott létre, hiszen a technológia a jövő memóriaarchitektúrájának alapja lehet.
A mostani áttörés tehát nem egyszerű rétegek egymásra pakolása: a kutatók valóságos atomépítészekként hoztak létre olyan stabil szerkezetet, amelyet a természet magától soha nem alkotna meg. Ha a fejlesztés gyártási szintre jut, a számítástechnika új korszakát hozhatja el, ahol a chipek gyorsabbak, megbízhatóbbak és minden korábbinál sűrűbbek lesznek.
