Toshiba, AMD und IBM zeigen FinFETs und 32-nm-Prozesse

Transistor mit Finne und HKMG für kleinere Strukturen

Gleich drei Neuerungen bei der Produktion von künftigen Halbleitern hat Toshiba auf dem IEDM-Kongress in San Francisco gezeigt. Dazu gehören eine zusammen mit IBM erforschte Bauform für Transistoren sowie High-k-Dielektrika und Metall-Gates, die Intel bereits einsetzt.

Artikel veröffentlicht am 18. Dezember 2008, 12:20 Uhr, Nico Ernst

Während Halbleiter wie Mikroprozessoren bereits mit 45 Nanometer breiten Strukturen in Serie gefertigt werden, will Toshiba vor dem Wechsel auf 32 Nanometer - der in der Chipindustrie der turnusgemäß nächste Schritt ist - erst noch Bausteine mit 40 Nanometern herstellen. Bereits im zweiten Quartal 2009 soll die Serienfertigung aufgenommen werden, laut Toshiba ist das auf Produktionsanlagen möglich, die für 45 Nanometer ausgelegt sind.

Dass auch die 32-Nanometer-Fertigung bei Toshiba in greifbare Nähe gerückt ist, belegt das Unternehmen mit SRAM-Zellen, die zusammen mit NEC entwickelt wurden. Dabei wurde auf High-K-Dielektrika mit Metall-Gates (HKMG) gesetzt - ganz ähnlich wie Intels aktueller 45-Nanometer-Prozess. Der Chip-Marktführer Intel hatte derartige Test-Wafer mit SRAMs bereits im September 2007 gezeigt und will 2009 die Massenproduktion von Prozessoren in der neuen Strukturbreite aufnehmen. Wann es bei Toshiba so weit ist, gab das Unternehmen noch nicht an.

Als dritte Neuerung zeigte Toshiba einen Transistor mit 32 Nanometern Strukturbreite, der als FinFET ausgeführt ist. Um ein senkrecht stehendes Silizium-Element, die "Finne", wird dabei ein Feld-Effekt-Transistor (FET) konstruiert. Diese Idee hatte IBM bereits im Jahr 2001, zur breiten Serienanwendung kam diese Bauform bisher nicht. Zusammen mit IBM und AMD - der Intel-Konkurrent lizenziert regelmäßig Produktionsprozesse von IBM - hat Toshiba nun den nach eigenen Angaben kleinsten FinFET der Welt gebaut. Er soll für 32- und später 22-Nanometer-SRAMs eingesetzt werden.

Toshibas 32nm-FinFET

Die Finne des Bauteils ist dabei nur 20 Nanometer breit. Erstmals bei FinFETs kommen dabei High-K-Dielektrika und Metall-Gates zum Einsatz. Toshiba verspricht sich davon einen stabilen Betrieb der schnellen statischen Speicher auch bei den sinkenden Spannungen in 32- und 22-Nanometer-Bausteinen.