> > > > Forscher fertigen Transistor, der nur noch drei Atome dick ist

Forscher fertigen Transistor, der nur noch drei Atome dick ist

Veröffentlicht am: von

die on waferDie Strukturen in aktuellen Halbleiterbauelemente haben inzwischen Größen erreicht, die vor einigen Jahren unvorstellbar waren. Selbst komplexe Prozessoren lassen sich inzwischen in 14 oder 16 nm fertigen, wobei die eigentliche Größenangabe eigentlich unnötig ist, denn schon länger bewegen wir uns hier in einer Grauzone, die sich gar nicht mehr so einfach bestimmen lässt. Je nachdem welcher Prozess zur Fertigung verwendet wird und wie die Hersteller messen, sind 14 nm nicht immer gleich 14 nm und das gilt auch für alle anderen Fertigungsgrößen.

Dennoch ist ein klarer Trend zu immer geringeren Fertigungsgrößen erkennbar, den die Hersteller auch immer weiter vorantreiben. Die Vorteile einer größeren Ausbeute pro Wafer, einer geringeren Leistungsaufnahme und schlichtweg einer größeren Dichte an Transistoren pro Fläche für eine höhere Speicherkapazität oder Rechenleistung wiegen die Kosten für die Entwicklung immer kleinerer Strukturen noch immer auf. Derzeit ist noch kein Ende dieser Entwicklung absehbar zu erkennen, auch wenn Hersteller wie Intel inzwischen mehrere Milliarden US-Dollar in die Entwicklung neuer Strukturgrößen stecken. Weitere Milliarden kommen hinzu, wenn eine Fabrik entsprechend umgerüstet werden soll.

Aufbringen von Schichten an Material via MOCVD
Aufbringen von Schichten an Material via MOCVD

Nun haben Forscher an der Cornell Universität im US-Bundesstaat New York einen weiteren großen Schritt in der Fertigung von Halbleiterbauelementen gemacht. Nicht mehr nur die Physik spielt bei der Entwicklung neuer Technologien eine Rolle, sondern auch inzwischen auch eine Art Biochemie, denn das Halbleitermaterial wird nicht mehr nur mithilfe von Lithografie aus einer Oberfläche "entwickelt", sondern inzwischen werden diese Strukturen gezüchtet. Verwendet wird dazu ein Silizium- oder Gallium-Arsenide, das auch bei einer Materialstärke von wenigen Atomen noch leitend ist und sich daher eignet.

Die Limits noch weiter in die Zukunft gerückt haben die Forscher nun, indem sie Molybdändisulfid verwenden. Dünne Filme dieses Materials wurden aufeinander gezüchtet und bilden Transistoren, die nur noch drei Atome dick waren und dennoch ihre Funktion behielten. Auch zuvor gelangen diese Züchtungen bereits, allerdings nur in Form eines funktionslosen Kristalls. Nun konnte das Molybdändisulfid in technische Strukturen entwickelt werden, die sogar auf größeren Wafern von vier Zoll untergebracht werden können und damit ein gewisser Weise eine Massenfertigung darstellen.

Strukturen aus Molybdändisulfid auf einem transparenten Silicat
Strukturen aus Molybdändisulfid auf einem transparenten Silicat

Um solch dünne Schichten zu fertigen, wird ein Verfahren verwendet, das bereits seit Jahren mit unterschiedlichen Materialien und zu unterschiedlichen Verwendungen seinen Einsatz findet. Bei der Metal Organic Chemical Vapor Deposition (MOCVD) wird ein Material, egal ob Feststoff, Flüssigkeit oder bereits als Gas vorliegend, in ein Gas umgewandelt und auf ein Trägermaterial aufgebracht. Diese Methode erlaubt es den Forschern, von der Cornell Universität, Lage von der Materialstärke nur eines Atoms aufzubringen.

Bis wir allerdings echte Bauelemente sehen werden, die auf diese Art und Weise gefertigt werden, wird es noch einige Zeit dauern. Aktuell arbeitet man daran, dünne Filme bzw. Schichten auf diese Art und Weise aufzubringen. An logische Bauteile ist derzeit also noch nicht zu denken. Dennoch zeigt das Engagement einiger Partner der Universität, dass hier großes Interesse besteht. Geldgeber und damit Unterstützung ist unter anderem das Samsung Advanced Institute for Technology.

Social Links

Ihre Bewertung

Ø Bewertungen: 0

Tags

Kommentare (5)

#1
customavatars/avatar191989_1.gif
Registriert seit: 12.05.2013

Vizeadmiral
Beiträge: 6295
Und die Haltbarkeit von solchen Transistoren ist doch dann bestimmt nicht mehr als 5 mal schalten oder?
#2
Registriert seit: 13.06.2013

Gefreiter
Beiträge: 58
Es ist doch aktuell gar nicht der Trend so dünn wie möglich zu sein, weil die Dicke für die Fläche pro Transistor, die das Ausschlaggebebende für die Fertigungskosten ist, nicht beeinflusst. Die aktuellen Entwicklungen, seien es FinFETs oder 3D-NAND bauen alle in die Höhe.
#3
customavatars/avatar3377_1.gif
Registriert seit: 15.11.2002
www.twitter.com/aschilling
[printed]-Redakteur
Tweety
Beiträge: 29456
Was in die eine Ebene funktioniert, funktioniert vielleicht auch in die andere. Es geht darum die Fertigung grundsätzlich zu optimieren, eine konkrete Anwendung gibt es in dem Fall ohnehin noch nicht.
#4
Registriert seit: 17.06.2010

Oberstabsgefreiter
Beiträge: 415
MoS ist eine gute Alternative zu Graphen mit ähnlichen Eigenschaften.
#5
customavatars/avatar24803_1.gif
Registriert seit: 10.07.2005
Hessen
Leutnant zur See
Beiträge: 1096
Infomrativer Artikel, aber was ich nicht ganz verstehe ist, warum der Autor hier von "einer Art Biochemie" spricht. Hab ich da was überlesen?
Um Kommentare schreiben zu können, musst Du eingeloggt sein!

Das könnte Sie auch interessieren:

US Navy wegen Software-Piraterie auf fast 600 Millionen US-Dollar...

Logo von IMAGES/STORIES/LOGOS-2016/US-NAVY

Die US Navy ist von dem deutschen 3D-Softwareentwickler Bitmanagement wegen Software-Piraterie verklagt worden. Wie The Register berichtet, hat Bitmanagement bei dem US Court of Federal Claims Klage eingereicht, und fordert nicht weniger als 596.308.103 US Dollar Schadensersatz. Laut Klageschrift... [mehr]

AMD-Grafikkarten-Hersteller VTX3D verschwindet vom Markt

Logo von VTX3D

Vor allem für AMD-Partner sind schwere Zeiten angebrochen: Während der gesamte PC-Markt mit einer weltweit schwächelnden Nachfrage zu kämpfen hat, haben es die ersten Polaris-Grafikkarten gegen NVIDIAs Pascal-Modelle nicht leicht. Zwar kann die Radeon RX 480 leistungsmäßig durchaus mit der... [mehr]

Bing-Vorhersage: Deutschland gewinnt die Fußball Europameisterschaft 2016

Logo von IMAGES/STORIES/LOGOS-2016/EM2016

Mit einem kräftezehrenden Auftaktspiel für Frankreich und Rumänien begann am gestrigen Abend in Paris die Fußball Europameisterschaft 2016. Wie schon in der Bundesliga und der letzten Weltmeisterschaft oder gar dem Eurovision Songcontest trifft Microsofts Suchmaschine Bing erneut ihre... [mehr]

Amazon Prime Day: Um Mitternacht geht es los

Logo von IMAGES/STORIES/LOGOS-2016/AMAZON_PRIMEDAY

Nach dem großen Erfolg im letzten Jahr legt Amazon den Prime Day auch in Deutschland wieder neu auf. Ab Mitternacht soll es alle fünf Minuten neue Deals geben, ab 6:00 Uhr des morgigen Dienstags sollen stündlich 100 weitere Blitzangebote hinzukommen. Zugriff auf die Angebote aber werden nur... [mehr]

Amazon erhält Übertragungsrechte für Fußball-Bundesliga

Logo von IMAGES/STORIES/LOGOS-2016/DFL

Die Lücke zwischen Fußball-Bundesliga und Start der Europameisterschaft hat die Deutsche Fußball Liga (DFL) für die Versteigerung der Übertragungsrechte der Saisons 2017/18 bis 2020/21 genutzt. Insgesamt wurden 17 Pakete unter den Meistbietenden verteilt, zumindest in einem Punkt gab es eine... [mehr]

Amazon Prime Day: Interessante Technik-Deals im Überblick (Anzeige)

Logo von IMAGES/STORIES/LOGOS-2016/AMAZON_PRIMEDAY

Wie angekündigt hat der Online-Versandhändler Amazon um Mitternacht den zweiten deutschen Prime Day gestartet. Seitdem hagelt es bei Amazon ein Angebot nach dem anderen. Seit Mitternacht gibt es alle fünf Minuten neue Deals, seit 6:00 Uhr kommen stündlich 100 weitere Blitzangebote hinzu.... [mehr]