TeraHertz: jövőbe mutató, ám máris vitatott tranzisztortechnológia az Inteltől
[Email] Az Intel tegnap jelentette be, hogy laboratóriumában sikerült kifejlesztenie egy olyan új tranzisztorstruktúrát, melynek révén lehetővé válhat a hagyományos szilíciumdioxid szigeteléses kapuelektródák nemrégen felfedezett korlátainak legyőzése. Ugyanis miközben az Intel kutatói évek óta sorozatosan döntik meg saját tranzisztor-miniatürizálási világcsúcsaikat (a legutóbbi rekord, amint arról beszámoltunk, a 15 nanométeres vezérlőelektródával működő tranzisztor), egyre világosabbá vált, hogy az e tranzisztorokkal létrehozható chipek fogyasztása és hőtermelése hamarosan eléri a kritikus értékeket. A cég tervei szerint ugyanis az évtized második felére lehetővé válik akár egymilliárd tranzisztort tartalmazó chipek gyártása is, ám ha ezeket a jelenlegi félvezető-technológiával gyártanák, gigantikus hőtermelésük miatt alkalmatlanok lennének az asztali és szerver számítógépekben és egyben természetesen a hordozható eszközökben történő felhasználásra.
A hagyományos és a TeraHertz tranzisztor felépítése
Az új, TeraHertz néven ismertté vált technológiát a cég kutatói a december 3-án Washingtonban megrendezésre kerülő Electron Device Meeting (IEDM) konferencián mutatják be. Az új technológia három lényeges innovációt vonultat fel:
- a hagyományos tranzisztorokban alkalmazott szilíciumdioxid szigetelőréteget új, ún. high k dieletric anyaggal váltják fel, ami -- a cég szerint -- tízezerszeresen csökkenti az egyre vékonyabb szigetelőréteg miatt bekövetkező áramveszteséget
- az IBM által kifejlesztett SOI (Silicon on Insulator) technológiára kísértetiesen hasonlító módon a szilícium alapkristályt a vezérlőelektródától elválasztó rendkívül vékony szilíciumréteg közé egy oxid szigetelőréteget vonnak, ami a hagyományos tranzisztoroknál százszor kisebb áramveszteséget eredményez
- továbbá a töltéshordozó-forrás (source) és az elektródaelnyelő (drain) vastagságát megnövelik, ami által 30%-kal csökken az ellenállás, így kisebb feszültséget igényel a tranzisztor működtetése
Többen felvetették, hogy az Intel új felfedezése gyakorlatilag nem más, mint az IBM SOI technológiájának az Intelre oly jellemző "mi készítettük" elv mentén létrehozott egyedi változata. Az Intel ugyan elismeri, hogy már évek óta figyelemmel kísérte a SOI-val kapcsolatos kutatásokat, ám az eredményt nem találta kielégítőnek. A cég megoldása a szigetelőréteg tekintetében abban különbözik az IBM-étől, hogy ún. depleted substrate technológián alapul, ami nem jelent mást, mint azt, hogy az alapkristályt a szigetelőréteg teljes mértékben izolálja a forrástól és az elektródaelnyelőtől. Az IBM SOI esetében a két réteg részben érintkezik. Az Intel szerint így kiküszöbölhető a floating-body néven ismert jelenség: azaz hogy a kapuelektródában töltés halmozódik fel.
Az IBM szerint azonban az Intel megoldása sokkal több buktatót rejt, mint az IBM SOI, és a floating-body jelenségre sem hoz gyógyírt. Amint azt a cég egyik kutatója, Ghavam Shahidi elmondta: "e bejelentés csupán az Intel [e téren megnyilvánuló] tapasztalatlanságát bizonyítja."
Az Intel technológiájával kapcsolatos dokumentációkat ezen az oldalon találhatnak az érdeklődők.