Fém-szilícium tranzisztor a 45 nm-es és finomabb technológiákhoz

Széll Zoltán, 2003. november 7. 06:59

Az Intel már fejleszti a következő generációs tranzisztorokat a 45 nm-es, 25 nm-es és finomabb technológiákhoz.

A mérnökök most fejezték be a 45 nm-es tranzisztor fejlesztését, amely két alapvető elemet tartalmaz. Ezek csökkentik a tranzisztorok energiafelvételét és növelik sebességét, valamint teljesítményét. Az egyik új elem a fém tranzisztorkapu, a másik az új kapu dielektrikum.

Jelenleg a kapuk, amelyek a tranzisztort vezérlik (ki- bekapcsolás) szilíciumatomokból készülnek. A kapu dielektrikum szigetelőréteg a kapu alatt. Ez szilícium-dioxidból készül. Az Intel most mind a kettőt fémből készíti. Az új eszköz csökkenti a villamos áram szivárgását és megold egyéb problémákat is. Gyakorlatban az új tranzisztorok jól vizsgáztak és több új rekordot állítottak fel bizonyos paraméterekben.

Az első olyan integrált áramkörök, amelyek a fémkaput és fémkapu dielektrikumot (magas-k dielektrikumnak hívják) tartalmazó tranzisztorokból épülnek fel, 2007-ben kerülnek forgalomba, a 45 nm-es technológiával.

A fejlesztőmérnökök a különböző laboratóriumokban nagy lendülettel fejlesztik az új tranzisztorstruktúrákat, amelyek kevés hőt termelnek és mégis nagyon gyorsan működnek.

Az Intel most kezdi meg az integrált áramkörök gyártását a 90 nm-es technológiával, feszített szilíciumlemezen, amely szintén gyorsítja az elektronok mozgását. Egyéb újdonságok a két és három vezérlő kapus 3D tranzisztorok. A csere szükségszerű, mert különben a fejlődés nem tart lépést Moore törvényével: a tranzisztorok száma kétévenként megkétszereződik a lapkákon.

A tranzisztorok száma kétévenként megkétszereződik, mert csökkentik azok méretét. Ennek következményeként a kapu dielektrikum vastagsága az új Intel lapkákon csak 4-5 atom - 1,4 nm - vastag. Ez tovább növeli a szivárgást és a hőtermelést, ami csökkenti a telepek élettartamát. A tranzisztorok, illetve az integrált áramkörök jelenleg több energiát fogyasztanak, mint amennyi szükséges volna. A fém használatával csökken a szivárgás. A kisebb szivárgás növeli a tranzisztorok teljesítményét, illetve sebességét szinten tartva a hőtermelést, vagy azonos sebesség mellett csökkenti a hőtermelést. A kapu dielektrikum (szigetelő) réteg vastagabb lehet, ami megkönnyíti a tranzisztorok gyártását, egyben csökkenti az integrált áramkörök előállítási költségét.