Tranzistor s ochuzeným substrátem

Jedním ze stavebních kamenů nové architektury je tranzistor s ochuzeným substrátem (depleted substrate transistor), což je nový typ CMOS zařízení, kde je tranzistor postaven na ultratenkém křemíkovém plátku potaženém izolační vrstvou. Tato ultratenká křemíková vrstva, odlišná od běžných systémů křemíku na izolátoru (silicon-on-insulator), je zcela ochuzená, což maximalizuje průtok proudu při zapnutém tranzistoru a zároveň umožňuje rychlejší přepnutí tranzistoru z jednoho stavu do druhého.

Na druhé straně, pokud je tranzistor vypnutý, je pomocí tenké izolační vrstvy nežádoucí svodový proud snížen na minimum. Tranzistory s ochuzeným substrátem tak mají až 100krát nižší svod než tradiční systémy s křemíkem na izolátoru.

Další novinkou v tranzistorech s ochuzeným substrátem je zabudování nízko-odporových kontaktů na horní straně křemíkové vrstvy. Ve výsledku tedy tranzistory mohou být velmi malé, velice rychlé a spotřebovat přitom méně energie.

Nový materiál nahrazuje křemíkový dioxid

Dalším klíčovým momentem byl vývoj nového materiálu nahrazujícího křemíkový dioxid na primární destičce. Všechny tranzistory obsahují materiál (gate-dielectric) oddělující hradlo tranzistoru (gate) od aktivního kanálu - hradlo ovládá stav tranzistoru, zapíná jej a vypíná. Tranzistory uvedené v posledním roce (record-setting) měly tuto oddělovací dielektrickou vrstvu vyrobenu z křemíku tenkého pouze 0,8 nanometru, nebo-li tři atomové vrstvy. Nicméně svod skrze tuto atomicky tenkou vrstvu se stal jedním z největších odběratelů elektrické energie v procesoru.

Na konferenci IEDM vědci společnosti Intel předvedou rekordní rychlost tranzistorů vyrobených s použitím nového materiálu nazvaného "vysoké dielektrické K hradlo" (high k gate dielectric). Tento nový materiál snižuje svod hradla v porovnání s křemíkovým dioxidem více než 10 000krát. Materiál vysokého K hradla je připravován revoluční technologií nanášením atomové vrstvy (atomic layer deposition), kdy se na základní destičku při jednom průchodu nanese vrstva pouze jednu molekulu vysoká. Výsledkem je vyšší výkon, snížené zahřívání a znatelně delší výdrž baterií v mobilních zařízeních.

Tranzistory Intel TeraHertz tak překonávají zásadní bariéru, což umožní masovou výrobu čipů pro aplikace a zařízení zcela nové generace. Společnost Intel předpokládá zavedení této nové struktury do výroby již během roku 2005.

Další informace o tranzistorech TeraHertz a dalším výzkumu společnosti Intel na poli křemíku naleznete na výstavě Silicon Showcase na stránkách http://www.intel.com/research/silicon.

Společnost Intel je největší světový výrobce mikroprocesorů a je také přední výrobce počítačových, síťových a komunikačních produktů. Další informace o společnosti naleznete na http://www.intel.com/pressroom.

Intel a Pentium jsou obchodní značkzy nebo registrované obchodní značky společnosti Intel Corporation ve Spojených státech a dalších zemích.

* Ostatní jména a značky mohou být majetkem jiných firem.