Toshiba Corporation (TOKIO:6502), IBM (NYSE:IBM) und AMD (NYSE:AMD) verkündeten heute, dass sie gemeinsam eine SRAM-Zelle (SRAM, statischer Arbeitsspeicher) entwickelt haben, die eine Fläche von gerade mal 0,128 Quadratmikrometer (Î1/4m^2) hat. Damit ist sie die kleinste funktionale SRAM-Zelle der Welt mit lamellenförmigen Feldeffekttransistoren (FinFET).
Die Zelle, die mit einem High-k/Metall-Gate-Material (HKMG) entwickelt wurde, bietet einige Vorteile gegenüber planaren FET-Zellen für zukünftige Technologiegenerationen. SRAM-Zellen sind Schaltkreiskomponenten in den meisten Systemschaltungen mit hohem Integrationsgrad, zu denen z. B. Mikroprozessoren gehören. Kleinere SRAM-Zellen können dazu beitragen, kleinere, schnellere Prozessoren herzustellen, die weniger Strom verbrauchen. Die Technologie wurde am 16. Dezember in einem Fachbeitrag bekannt gemacht, der bei dem International Electron Devices Meeting 2008 (http://www.his.com/...) in San Francisco, Kalifornien, präsentiert wurde.
Für die Verringerung der Transistorengröße bei der Herstellung von SRAM-Zellen, die mit herkömmlichen Planartransistoren arbeiten, verändern Hersteller für integrierte Schaltungen generell deren Eigenschaften, indem sie mehr Fremdstoffe auf der Fläche des Bauelements einbringen(Dotierung). Allerdings führt diese Veränderung zu unerwünschten Variabilitäten und wirkt sich negativ auf die SRAM-Stabilität aus. Dieses Problem ist bedenklich, speziell in Hinsicht auf 22-nm-Technologieknoten und darüber hinaus. Die Verwendung von FinFETs - vertikale Transistoren mit lamellenförmigen undotierten Siliziumkanälen - ist eine alternative Methode, um die Größe von SRAM-Zellen zu verringern, ohne dass dabei die typischen Abweichungen auftreten.
Forscher der drei Unternehmen haben eine hoch skalierte FinFET SRAM-Zelle hergestellt, die aus HKMG besteht. Dabei handelt es sich um die kleinste nichtplanare FET SRAM-Zelle, die je fabriziert wurde: mit einer Fläche von 0,128 Î1/4m^2 ist die integrierte Zelle um mehr als 50 Prozent kleiner als die nichtplanare FET-Zelle mit einer Größe von 0,274 Î1/4m^2, von der zuvor berichtet wurde. Für die Realisierung dieses Ziels hat das Team die Prozesse optimiert, speziell in Hinblick auf die Beschichtung und die Entfernung der Materialien, einschließlich HKMG, von vertikalen Oberflächen der nichtplanaren FinFET-Struktur.
Die Forscher haben auch die stochastische Abweichung von FinFET-Eigenschaften in hoch skalierten SRAM-Zellen untersucht und haben Schwankungen von SRAM-Zellen bei einer noch kleineren Zellgröße simuliert. Sie haben bestätigt, dass FinFETs ohne Kanaldotierung die für die Transistoren charakteristische Variabilität um mehr als 28 Prozent verbessern. In Simulationen von SRAM-Zellen mit einer Fläche von 0,063 Î1/4m^2, die der Zellskalierung für den 22-nm-Knoten entspricht oder darüber hinaus geht, bestätigten die Ergebnisse, dass die FinFET SRAM-Zelle aller Voraussicht nach einen beträchtlichen Vorteil für den stabilen Betrieb bietet, wenn man sie mit einer planaren FET SRAM-Zelle von dieser Generation vergleicht.
Durch die erfolgreiche Herstellung von hoch skalierten FinFET SRAM-Zellen mit HKMG haben die Unternehmen FinFETs zu einer attraktiven Transistorstruktur für SRAMs in dem 22-nm-Knoten und darüber hinaus gemacht. Die neue Technologie bedeutet einen Schritt nach vorn, was die Entwicklung von noch leistungsstärkeren praktischen Geräten angeht.
Die Ausgangssprache, in der der Originaltext veröffentlicht wird, ist die offizielle und autorisierte Version. Übersetzungen werden zur besseren Verständigung mitgeliefert. Nur die Sprachversion, die im Original veröffentlicht wurde, ist rechtsgültig. Gleichen Sie deshalb Übersetzungen mit der originalen Sprachversion der Veröffentlichung ab.
Die Zelle, die mit einem High-k/Metall-Gate-Material (HKMG) entwickelt wurde, bietet einige Vorteile gegenüber planaren FET-Zellen für zukünftige Technologiegenerationen. SRAM-Zellen sind Schaltkreiskomponenten in den meisten Systemschaltungen mit hohem Integrationsgrad, zu denen z. B. Mikroprozessoren gehören. Kleinere SRAM-Zellen können dazu beitragen, kleinere, schnellere Prozessoren herzustellen, die weniger Strom verbrauchen. Die Technologie wurde am 16. Dezember in einem Fachbeitrag bekannt gemacht, der bei dem International Electron Devices Meeting 2008 (http://www.his.com/...) in San Francisco, Kalifornien, präsentiert wurde.
Für die Verringerung der Transistorengröße bei der Herstellung von SRAM-Zellen, die mit herkömmlichen Planartransistoren arbeiten, verändern Hersteller für integrierte Schaltungen generell deren Eigenschaften, indem sie mehr Fremdstoffe auf der Fläche des Bauelements einbringen(Dotierung). Allerdings führt diese Veränderung zu unerwünschten Variabilitäten und wirkt sich negativ auf die SRAM-Stabilität aus. Dieses Problem ist bedenklich, speziell in Hinsicht auf 22-nm-Technologieknoten und darüber hinaus. Die Verwendung von FinFETs - vertikale Transistoren mit lamellenförmigen undotierten Siliziumkanälen - ist eine alternative Methode, um die Größe von SRAM-Zellen zu verringern, ohne dass dabei die typischen Abweichungen auftreten.
Forscher der drei Unternehmen haben eine hoch skalierte FinFET SRAM-Zelle hergestellt, die aus HKMG besteht. Dabei handelt es sich um die kleinste nichtplanare FET SRAM-Zelle, die je fabriziert wurde: mit einer Fläche von 0,128 Î1/4m^2 ist die integrierte Zelle um mehr als 50 Prozent kleiner als die nichtplanare FET-Zelle mit einer Größe von 0,274 Î1/4m^2, von der zuvor berichtet wurde. Für die Realisierung dieses Ziels hat das Team die Prozesse optimiert, speziell in Hinblick auf die Beschichtung und die Entfernung der Materialien, einschließlich HKMG, von vertikalen Oberflächen der nichtplanaren FinFET-Struktur.
Die Forscher haben auch die stochastische Abweichung von FinFET-Eigenschaften in hoch skalierten SRAM-Zellen untersucht und haben Schwankungen von SRAM-Zellen bei einer noch kleineren Zellgröße simuliert. Sie haben bestätigt, dass FinFETs ohne Kanaldotierung die für die Transistoren charakteristische Variabilität um mehr als 28 Prozent verbessern. In Simulationen von SRAM-Zellen mit einer Fläche von 0,063 Î1/4m^2, die der Zellskalierung für den 22-nm-Knoten entspricht oder darüber hinaus geht, bestätigten die Ergebnisse, dass die FinFET SRAM-Zelle aller Voraussicht nach einen beträchtlichen Vorteil für den stabilen Betrieb bietet, wenn man sie mit einer planaren FET SRAM-Zelle von dieser Generation vergleicht.
Durch die erfolgreiche Herstellung von hoch skalierten FinFET SRAM-Zellen mit HKMG haben die Unternehmen FinFETs zu einer attraktiven Transistorstruktur für SRAMs in dem 22-nm-Knoten und darüber hinaus gemacht. Die neue Technologie bedeutet einen Schritt nach vorn, was die Entwicklung von noch leistungsstärkeren praktischen Geräten angeht.
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