Revolutionäres Transistordesign

Die konventionelle Schalterfunktion eines Transistors wird durch ein Gate gesteuert, das die Leitfähigkeit des darunter liegenden Kanals beeinflusst. Das elektrische Feld des Gates wirkt dabei nur auf eine Seite des Kanals. Die Gate-Breite liegt bei modernen Fertigungsprozessen bei 0,15 Mikron. Kleinere Strukturbreiten sind nur schwer realisierbar, weil eine weitere Verkleinerung des Gates den Stromfluss durch den Kanal nicht mehr sauber steuern kann.

Bei der FinFET-Technologie steuert das Gate den Kanal von zwei Seiten aus.

Die FinFET-Technologie setzt genau bei diesem Problem an: Der Stromfluss des Kanals wird bei einem FinFET effektiv von zwei Seiten kontrolliert. Durch das gabelförmige Design des Gates werden Leckströme durch den Kanal viel geringer. Professor Hu vergleicht die Wirkung der neuen Technik bildlich mit einer Vene: "Um eine Blutung zu stoppen, drückt man die Vene von beiden Seiten zu. Das ist viel wirksamer, als wenn man nur von einer Seite drauf drückt".

Der große Vorteil durch die beidseitige Kanalkontrolle ist die starke Reduzierung der Strukturbreiten. Nach Angaben der Berkeley University besitzt das Gate bei einem FinFET eine Länge von nur 18 Nanometer. Das entspricht der Breite von etwa 100 Atomen. Professor Hu hofft, bereits in naher Zukunft die Strukturbreite nochmals zu halbieren.

Erste Prototypen von Transistoren mit FinFET-Technologie sind bereits im Juli angefertigt worden. Ein Patent auf das neue Design hat die Universität aber nicht angemeldet. Somit will man einer raschen Verbreitung von FinFET als künftige Transistor-Architektur nicht im Wege stehen.

Öffentlich präsentiert wird das von der DARPA finanzierte Projekt erstmals am 7. Dezember im Rahmen des International Electron Devices Meeting in Washington. (cvi)