Chip Sensation: Der 45-nm-Transistor

Intel spricht vom größten Durchbruch seit 40 Jahren. IBM immerhin von einer neuen Chip-Generation. Beide Unternehmen haben gleichzeitig die Entwicklung verbesserter Transistoren bekannt gegeben, die bei der 45-nm-Herstellung verwendet werden sollen.

Das Besondere an der neuen Technologie ist die Verwendung von Hafnium-Oxid als Gate-Dielektrikum sowie der Einsatz eines metallischen Leiters für das Gate. Bisher bestanden diese Elemente aus Silizium-Dioxid bzw. aus Silizium. (siehe Abbildung)

Mit der Verwendung der neuen Materialien ist vorerst eines der größten Probleme bei der weiteren Miniaturisierung von integrierten Schaltungen gelöst, nämlich die immer höheren Leckströme. Die neue Isolationsschicht aus Hafnium-Oxid ist dicker als die derzeit nur noch 1,2 nm breite Silizium- dioxidschicht, dadurch werden die Leckströme um das 5-fache reduziert. Zudem weist sie eine höhere Dielektrizitätskonstante auf (high-k).

Bei der 45-nm-Technologie können auf gleicher Fläche doppelt so viele Transistoren realisiert werden wie bei den heute verwendeten Strukturbreiten von 75 nm. Durch die geringe Größe sinkt außerdem der Ein- bzw. Ausschaltstrom um 30 Prozent.

IBM hat zusammen mit seinen Entwicklungspartnern Toshiba und AMD ebenfalls diesen Schritt gemacht und will ab 2008 die neue Technologie bei der Herstellung von 45 nm-Prozessoren einsetzen. Intel will bereits in diesem Jahr mit der Produktion beginnen.