Superdünner Transistor von Motorola

Drei bis vier Mal dünnere Transistoren als bisher will Motorola in Zukunft auf seinen Chips unterbringen. Das gelingt mit einem neuen Isolationsmaterial namens Perovskite.

Bisherige Halbleiter auf Silizium-Basis verwenden als Isolationsschicht Siliziumdioxid. Die Dicke dieser Schichten lässt sich nicht beliebig verringern, da das Oxid dann plötzlich leitend wird. Motorolas Forschungschef Jim Prendergast kam deshalb auf die richtige Idee: "Die Lösung ist es, eine neue Familie an Materialien zu verwenden, die elektrisch viel kleiner zu sein scheinen als ihre tatsächliche physikalische Dicke."

Das neue Material heißt Perovskite und bezeichnet eine neue Kristallstruktur: Ein Metallatom ist dabei von einem Oktaeder aus Sauerstoff-Atomen umgeben. In den Motorola-Labors werden die Atome dafür einzeln Schicht für Schicht aufgebracht. Kritisch ist dabei die Schicht zwischen dem Silizium und dem Kristalloxid. Weniger als eines von je zehntausend Atomen darf an der falschen Stelle liegen, damit der Transistor noch funktioniert. Motorola verwendet dafür das noch sehr junge Verfahren der "molecular beam epitaxy" (MBE), bei der die Kristalle mit einem Molekülstrahl gezüchtet werden.

Für die Massenfertigung will Motorola auch schon 8-Zoll-große Wafer mit Perovskite-Layern hergestellt haben. Die Dicke der Schichten soll dabei über den gesamten Wafer nur um ein Atom variiert haben. (nie)