Transistoren fünzigmal kleiner als ein rotes Blutkörperchen

News: Transistoren fünzigmal kleiner als ein rotes Blutkörperchen

Schneller, besser, aber kleiner - so lautet der Trend in der Computerindustrie. Darum wird fieberhaft nach effizienteren Systemen zur Chipherstellung gefahndet. Fast beliebig viele Transistoren auf engem Raum bietet vielleicht ein neues Verfahren, bei dem die Transistoren nicht in horizontalen Schichten übereinander gebaut werden, sondern vertikal in das Substrat gewachsen werden. Mit einer Kantenlänge von 150 Nanometern passen dann tatsächlich fünfzig Transistoren auf die Fläche eines roten Blutkörperchens, vierhundertmal so viele wie bei herkömmlicher Herstellung.

Das Stichwort heißt epitaxial lateral overgrowth (epitaktisches Schicht-"Überwachstum") – eine Steigerung des bereits bekannten epitaktischen Schichtwachstums, bei dem eine Substanz auf einer einkristallinen Unterlage, dem Substrat, aufgewachsen wird und dessen Gitterstruktur übernimmt. Epitaktisches Wachstum wurde bereits im vergangen Jahrhundert eingeführt und immer weiter verfeinert, so daß es heute bereits möglich ist, Materialien in Schichten von nur einem Atom Dicke übereinander auf dem Substrat abzuscheiden. Der Vorteil der neuen Technik ist jedoch, daß die aufgewachsenen Schichten nicht einzeln in die gewünschte Form geätzt werden müssen, sondern bereits in Strukturen wachsen.

Gerold Neudeck von der Perdue University in West Lafayette, USA, hat mit seinen Mitarbeitern das sogenannte "Überwachstum" entwickelt. Hierbei werden in eine isolierende Oxidschicht kleine genau definierte Mulden geätzt. Silicium wird als Dampf zugeführt und sammelt sich in diesen Mulden, die vertikal "überwachsen" und mit den Siliciuminseln der folgenden Schicht zusammentreffen. Die beiden Hälften dieses mikroelektronischen Schalters werden folglich vertikal über viel kürzere Distanzen verknüpft, als es bislang horizontal möglich war. Das Ergebnis sind Transistoren mit extrem kurzen Verbindungen, wobei im Prinzip beliebig viele Transistoren vertikal nebeneinander angeordnet werden können.

Durch die neue Methode können Neudeck und seine Mitarbeiter Transistoren mit Kantenlängen von 150 Nanometern herstellen, zwanzig mal kleiner als bisher, wie sie in der Mai/Juni-Ausgabe des Journal of Vacuum Sciences and Technology B veröffentlichten. Da die Transistoren über kleine, gerade einhundert Nanometer lange Verbindungen geschlossen werden, sind sie zudem auch schnell. Und zudem spart Neudeck mit seinem patentierten Verfahren, bei dem alle Transistoren quasi gleichzeitig entstehen, auch noch bis zu dreißig Arbeitsschritte. Ganz nach der Devise "schneller, besser und kleiner".

Siehe auch

Spektrum Ticker vom 8.6.1999
"Der Stoff, aus dem die Speicher sind"
(nur für Ticker-Abonnenten zugänglich)
Spektrum der Wissenschaft 5/98, Seite 22
"Effiziente Prüfstrategien für elektronische Komponenten"
(nur für Heft-Abonnenten online zugänglich)
Spektrum der Wissenschaft 6/99, Seite 94
"Transistor verkehrt"

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