AMD-Forscher präsentieren bahnbrechende Forschungsergebnisse zu Mikroprozessoren der nächsten Leistungsgeneration

(Auszug aus der Pressemitteilung)

Sunnyvale, Kalifornien, und Kyoto, Japan, 12. Juni 2003 – Forscher

von AMD (NYSE: AMD) haben auf dem VLSI Symposium in Kyoto,
Japan, Einzelheiten über Transistorentwicklungen präsentiert, die die
höchste bisher erreichbare Performance erzielen. Schnellere
Transistoren sind die Grundlage zur Realisierung von Kundenlösungen
mit höheren Leistungen und dienen als Basis-Funktionselemente für
künftige Mikroprozessordesigns.

Eines der heute vorgestellten Transistorpaare basiert auf der Fully-
Depleted Silicon-on-Insulator (FDSOI) Technologie und arbeitet mit der
höchsten bisher bei PMOS (P-Kanal Metal-Oxid Semiconductor)
Transistoren erzielbaren Frequenz. Im Vergleich zu bisherigen
Lösungen ermöglicht die neue Transistorentwicklung eine Steigerung
der Taktfrequenz um bis zu 30%. Das zweite der heute präsentierten
Transistorpaare basiert auf einer Strained-Silicon und AMD Metal-Gate-
Technologie und bietet gegenüber herkömmlichen Strained-Silicon-
Transistoren eine um 20 bis 25% höhere NMOS (N-Kanal Metal-Oxid
Semiconductor) Performance.

“Metal-Gates, FDSOI und Strained-Silicon sind Beispiele für wichtige
Forschungs- und Entwicklungsarbeiten, die wir im Transistorbereich
durchführen. Mit Verbesserungen im zweistelligen Prozentbereich, die
wir in unseren Labors erzielt haben, erweitern wir unsere Optionen zur
Erzielung unserer ehrgeizigen Leistungsziele beim Übergang auf die
Produktion von 65-nm-Strukturen”, so Craig Sander, Vice President of
Process Technology Development bei AMD.

Technische Einzelheiten
AMDs neueste Transistoren nutzen eine von AMD entwickelte,
wegbereitende Form der Transistor-Gate-Technologie. Statt des in den
meisten derzeit verfügbaren Transistoren als Gate-Material genutzten
Polysiliziums greifen die Forscher von AMD zur Realisierung von “Metal-
Gates” innerhalb der Transistoren auf Nickel-Silicide zurück. Transistor-
Gates steuern elektrischen Strom durch den Transistor und sind
wichtige Elemente von Transistorstrukturen.

AMD greift bei der Realisierung von PMOS-Transistoren auf eine
Kombination seiner Metal-Gates- und FDSOI-Technologie zurück. Auf
diese Art lassen sich eine signifikant verbesserte Gate-Leitfähigkeit, eine
sauber definierte Arbeitsweise sowie eine verbesserte Carrier-Mobilität
erzielen. Durch die Kombination dieser Maßnahmen hat AMD
Transistoren entwickelt, die gegenüber bisherigen PMOS-Transistoren
um bis zu 30% schneller sind. Die Leistungsermittlungen basieren auf
dem Industriestandard-Benchmark zur Berechnung von Transistor-
Schaltfrequenzen. Komplette technische Details der Forschungsarbeiten
gibt es unter www.amd.com/vlsi03_fdsoi.

AMDs Kombination seiner Metal-Gates mit Strained-Silicon in einem
NMOS-Transistor (N-Kanal Metal-Oxid Semiconductor) zeigte ähnlich
positive Auswirkungen auf die Gate-Leitfähigkeit, die Arbeitsweise und
die Carrier-Mobilität. Diese Ergebnisse wurden zusätzlich zu den mit
Strained-Silicon-Layern erzielten Mobilitätsverbesserungen erreicht. Im
Vergleich zu herkömmlichen Strained-Silicon-Bausteinen wurde zum
Zeitpunkt der Tests eine Transistor-Leistungsverbesserung von 20 bis
25% erzielt. Komplette technische Details der Forschungsarbeiten gibt
es unter www.amd.com/vlsi03strained_silicon.

“Aus den Forschungsarbeiten von AMD geht auch hervor, dass sich mit
Nickel-Silicide oder mit anderen Metal-Gate-Technologien im Laufe der
Zeit bedeutende Herausforderungen bei der weiteren Reduzierung von
Transistorgeometrien unter 65 nm lösen lassen”, fügt Sander hinzu.
“Metal-Gate-Technologien bieten Möglichkeiten zur Reduzierung der
effektiven Oxid-Dicke und mildern die strengen Anforderungen, die bei
der ehrgeizigen Skalierung von Gate-Oxid-Schichten für Hochleistungs-
Transistoren zu erfüllen sind.”

Einzelheiten zur FDSOI- und Strained-Silicon-Technologie
Derzeit werden SOI-Transistoren auf einer dünnen oberen Schicht (Top
Layer) aus reinem Silizium aufgebaut, die sich auf einer weiteren
Schicht aus isolierendem Oxid befindet. Die Isolationsschicht sorgt
dafür, dass elektrischer Strom ausschließlich durch die dünnere obere
Schicht des Siliziums fließt und verhindert das Eindringen von
Leckströmen in das Chip-Material.

Die Schichtdicke des oberen Siliziums hat einen wesentlichen Einfluss
auf die Transistorleistung, da durch sie u.a. ein unerwünschtes
elektrisches Verhalten, das die Arbeitseffizienz des Transistors
beeinträchtigen könnte, minimiert wird. Die Fully-Depleted SOI-Technologie
ist als Fortschritt gegenüber heute üblichen SOI-Technologien
zu bewerten und repräsentiert aufgrund ihrer wesentlich
dünneren oberen Siliziumschicht die Grundlage zum Aufbau von
Transistoren mit höheren Leistungen.

Strained-Silicon-Transistoren bieten ein höheres Leistungspotenzial, da
bei ihnen Siliziumatome zur Verbesserung der Carrier-Mobilität in eine
bestimmte Richtung gezwungen werden (Strained) und dies einen
verbesserten elektrischen Stromfluss bewirkt. Forschungsarbeiten
haben ergeben, dass sich SOI- und Strained-Silicon-Transistoren zur
Erzielung von zusätzlichen Vorteilen mit dem gleichen
Fertigungsprozess integrieren lassen.

AMD