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IBM und AMD auf dem Weg zum 65-Nanometer-Chip

07.12.2005
Mit immer kleineren Strukturbreiten erfüllen Chiphersteller seit Jahren Moore´s Law. Doch das alleine reicht nicht mehr aus, jetzt organisieren die Wissenschaftler die Atome in den Transistoren.

IBM und AMD pflegen seit Jahren eine Kooperation zur Entwicklung neuer Mikroprozessoren. Beide wollen auf dem International Electron Devices Meeting (IEDM) in Washington, D. C., zwei neue Verfahren vorstellen, die die Stromaufnahme künftiger Chips um etwa 40 Prozent senken soll. Dazu wurde am IBM-Standort East Fishkill ein Herstellungsverfahren für Leiterbahnen mit 65 Nanometer Breite entwickelt.

Die neue Technik nutzt Transistoren, die durch chemische Prozesse entweder ausgedehnt oder verkleinert werden. Diese Verfahren führen zu einem Material, das sich "verformtes Silizium" (strained silicon) nennt und das die Bewegung der Elektronen beschleunigt. Die Forscher machen sich dabei die Tatsache zunutze, dass positiv geladene Elektronen schneller fließen, wenn sie enger aufeinander sitzen und negative geladene Teilchen profitieren davon, wenn sie mehr Platz haben.

Die Abstandsveränderungen erreichen die Wissenschaftler dadurch, dass sie einen dünnen Film von Siliziumnitrat über einen negativen Transistor legen, dessen Atome sich auseinander bewegen. Nach Entfernen der Schicht "merken" sich die Atome ihre Position und halten sie. Dieses Verfahren nennt sich deshalb "stress memorization technik". Die positiven Transistoren erhalten einen Silizium-Germanium-Überzug nahe am Transistor-Ausgang, was Durchfluss verengt und die Elektronen näher zusammenrückt.

Danach werden die Chips den schon bekannten Verfahren "Dual-Stress Liners " (DSL) und "Silicon-On-Insulator" (SOI) unterzogen. Alle vier Verfahren sollen den 65-Nanometer-Chips einen 20prozentigen Leistungsschub verpassen und die Stromaufnahme um 40 Prozent senken. AMD will das neue Herstellverfahren zunächst an 90-Nanometer-Prozessoren in der Dresdner Fabrik Fab 30 ausprobieren. In der zweiten Hälfte 2006 soll in der Fab 36 ebenfalls am Standort Dresden mit der Produktion von 65-Nanometer-Chips begonnen werden. Intel und Texas Instruments haben mit der Herstellung von 65-Nanometer-Prozessoren bereits begonnen. (kk)