ТЕХНОЛОГИИ
Строго говоря, закон Мура не относится к законам в научном понимании этого слова. Это скорее эмпирическая зависимость, показавшая свою справедливость в течение трех прошедших десятилетий. Заслуга основателя Intel г-на Гордона Мура состоит в том, что он заметил и сформулировал эту зависимость. Многие специалисты ежегодно предрекают, что процесс совершенствования полупроводникового производства вот-вот упрется в те или иные технологические ограничения, но ученые и инженеры каждый раз находят способы их преодолеть, увеличивая степень интеграции.
В последнее время серьезной проблемой для технологов стали утечка тока через канал закрытого транзистора (особенно при десятках миллионов транзисторов на кристалле) и ограничения современного фотолитографического процесса (см. PC Week/RE, № 13/2003, с. 1.). Многие компании работают над означенными проблемами, предлагая переход от традиционных планарных транзисторов к объемным.
17 сентября 2002 г. на конференции в г. Нагоя (Япония) корпорация Intel представила свой экспериментальный трехзатворный транзистор (см. рисунки). Пусть это название не вводит вас в заблуждение: затворный электрод у транзистора один, но он ограждает полупроводниковый канал одновременно с трех сторон. В результате достигается более равномерное распределение плотности тока в полупроводнике, что дает запас по масштабируемости. Отмечу, что если в традиционных планарных транзисторах длина затвора примерно в три раза больше его ширины, то в трехзатворном они примерно равны. Инженеры Intel на экспериментальной фабрике D1C в штате Орегон опробовали варианты с разным сечением и обнаружили, что прибор гораздо менее критичен к точности техпроцесса, чем традиционный планарный транзистор.
12 июня на симпозиуме по полупроводниковым схемам сверхвысокой интеграции в г. Киото (Япония) было объявлено, что Intel официально переходит от этапа научных исследований новых полупроводниковых структур к разработке техпроцесса их выпуска. Трехзатворный транзистор рассматривается как один из основных вариантов приборов, которые лягут в основу 47 нм производства, планируемого к широкому внедрению в 2007 г.
Объемные транзисторы создаются с использованием традиционных технологических операций
Инженеры и ученые Intel продемонстрировали на симпозиуме хорошую масштабируемость транзистора с возможностью сократить ширину канала с 60 до 30 нм, а также ознакомили собравшихся с передаточными характеристиками новых микроприборов, дающих высокий ток в режиме насыщения и отличающихся чрезвычайно малыми утечками в закрытом состоянии.
В трехзатворном транзисторе плотность тока (показана оттенками красного)
более равномерно распределена по сечению канала, чем в планарном
За счет чего получается выигрыш? Здесь работает эффект угловой конфигурации затвора. Именно в углу возникает наибольшая напряженность электрического поля, благодаря чему транзистор включается при меньшем пороговом напряжении, причем неравномерно (в углу раньше). Скругляя углы, можно менять уровень отсечки и время переключения. Примечательно, что в такой структуре передаточная характеристика слабо зависит от напряжения на стоке транзистора.
В производстве трехзатворных транзисторов не используются внесение ореольных примесей и ионная имплантация под углом (стандартный метод, созданный для уменьшения ширины затвора без перехода на более короткие длины волн в фотолитографии).
Подробнее о новых микроприборах Intel вы прочтете по адресу: www.intel.com/research/silicon.
