Infineon maakt gebruik van Multi-Gate Technology om baanbrekende resultaten te bereiken - Nieuwe hal

München, 4 december 2006 - Multi-gate veldeffecttransistortechnologie lijkt een antwoord te zijn op vele uitdagingen op weg naar steeds kleinere geïntegreerde circuits die hoge functionaliteit behouden terwijl ze aanzienlijk minder energie verbruiken dan de vlakke single-gate technologieën die vandaag beschikbaar zijn . In een demonstratie van deze nieuwe technologie hebben onderzoekers van Infineon 's werelds eerste complexe circuit getest dat is gefabriceerd met behulp van een nieuwe 65nm multi-gate transistorarchitectuur. Met een ongeveer 30 procent kleinere voetafdruk in vergelijking met de huidige single-gate-technologie met dezelfde functies en prestaties, hadden de nieuwe transistors een ruststroom die een factor 10 minder gemeten. Volgens de berekeningen van de onderzoekers zal dit de energie-efficiëntie en batterijduur van draagbare apparaten tot twee keer verhogen in vergelijking met de 65nm-technologie die vandaag in productie gaat. Voor toekomstige technologieknooppunten (32nm en verder), zal deze factor aanzienlijk toenemen.

 

"Met 's werelds eerste geïntegreerde schakeling in 65nm multi-gate technologie, hebben we bewezen dat er vooruitgang kan worden geboekt in de halfgeleiderindustrie, niet alleen door simpelweg verder te schalen," zei Prof. Dr. Hermann Eul, lid van de Infineon Management Board en hoofd van de businessgroep Communication Solutions. "Vandaag worden we uitgedaagd om de processen en materialen die ons ter beschikking staan ​​op een meer innovatieve manier te gebruiken om onze technologie zo kostenefficiënt mogelijk te verbeteren." De resultaten van onze onderzoekers waren inderdaad indrukwekkend en bovendien, op basis van de resultaten tot nu toe, we verwachten dat multi-gate-technologie een uitstekende mogelijkheid zou kunnen bieden om door te gaan met het opschalen van CMOS-apparaten naar 32nm en lager. "

 

Het 65nm-circuit getest door de Infineon-onderzoekers bevat meer dan 3000 actieve transistoren vervaardigd in driedimensionale multi-gate-technologie. De resultaten bevestigen dat multi-gate net zo krachtig is als de moderne technologieën van vandaag, maar verbruikt slechts de helft minder energie voor dezelfde functionaliteit, een voordeel dat zeker steeds belangrijker wordt in het mogelijk maken van toekomstige technologische generaties.

 

Tot nu toe heeft de halfgeleiderindustrie tegemoet gekomen aan de vraag van klanten naar betere prestaties door de transistors regelmatig te miniaturiseren tot de grenzen van wat technologisch haalbaar is. Dit is de enige manier om mobiele telefoons met geïntegreerde camera's te produceren en superplatte MP3-spelers met enorme opslagcapaciteiten. Hoe kleiner de omvang van de geïntegreerde schakelingen hoe groter de ongewenste ruststroom, ook wel lekstroom genoemd, die tot onnodig energieverbruik leidt. Zelfs wanneer er geen activiteit aanwezig is en de transistor nominaal "uit" is, lekken er nog steeds elektronen door de depletiepotentiaalbarrière, die slechts een paar nanometer dik is en alleen vanaf het oppervlak wordt bestuurd door de enkele poort van de conventionele planaire transistor.

 

Om individuele transistoren betrouwbaar in en uit te kunnen schakelen en het energieverbruik tot een minimum te beperken, ondanks de voortdurende miniaturisatie, kozen de onderzoekers bij Infineon ervoor om te innoveren in een volledig nieuwe richting: zij veranderden de standaard planaire transistorarchitectuur, die vlak was (twee- dimensioneel) voor de afgelopen 50 jaar, om een ​​driedimensionale structuur te vormen. De derde dimensie is de sleutel tot succes: de gate-elektrode van de transistor omsluit nu de depletiepotentiaalbarrière aan meerdere zijden (multi-poorten), en biedt dus 3 keer het contactoppervlak om ervoor te zorgen dat de transistor echt kan worden uitgeschakeld. 

 

Conventionele productieprocessen en momenteel beschikbare materialen kunnen worden gebruikt om schakelingen in multi-gate-technologie te bouwen op bulk-silicium of silicium-op-isolator substraten, waardoor hun productie onafhankelijk is van kosten-intensieve materiaalinnovaties. Het gebruik van de derde dimensie opent ook een ander opmerkelijk voordeel: met hetzelfde aantal transistors op een chip kan de hoeveelheid actief gebruikt silicium per transistor worden verlaagd, wat materiaal en kosten bespaart.

 

Infineon zal het nieuwe productieproces, dat in vijf tot zes jaar als basistechnologie voor massaproductie gereed zou zijn, verder verkennen, gedeeltelijk in het kader van zijn deelname aan het kernpartnerprogramma van IMEC (Interuniversity Micro Electronics Centre, Leuven, België), het European Research Centre.