Справочник - Материнские платы и процессоры




Старые песни о главном


Рольф Ричардсон
&laquoЭкспресс-Электроника&raquo, #2/2004

Прошедший год оказался необычайно богатым на новые разработки в области полупроводников. Подтвердила это и традиционная декабрьская конференция International Electron Devices Meeting (IEDM), проводимая Институтом инженеров по электротехнике и электронике в Вашингтоне, которая является своеобразным смотром наиболее значительных достижений в этой сфере. Им мы и посвятим свой рассказ.

О существовании эмпирического закона Гордона Мура (Gordon Moore) сегодня знают многие. Но далеко не всем известно об условии, которое делает возможным его выполнение. Последнее является открытием Роберта Деннарда (Robert Dennard) из IBM и называется условием масштабирования MOSFET (Metal Oxide Silicon Field Effect Transistor). Идея состоит в том, что если удерживать постоянное значение напряженности электрического поля при уменьшении размеров MOSFET, то параметры производительности улучшаются. Это значит, что если, например, сократить длину затвора в n раз и одновременно во столько же раз понизить рабочее напряжение (значение напряженности при этом не изменится), время задержки логического элемента также уменьшится в n раз. Отсюда и жесткая зависимость размеров элементов интегральных микросхем от их производительности.

Впрочем, для минимизации размеров транзисторов необходимо также соответственно масштабировать и другие элементы прибора. Уменьшение длины затвора требует более тонких боковых стенок, менее глубоких истоковых и стоковых переходов и, что в данном случае является самым важным, - более тонкого диэлектрика затвора (двуокиси кремния). При технологических нормах 90 нм его толщина достигает 1,2 нм, что составляет всего 5 атомных слоев. Если и дальше уменьшать толщину слоя диэлектрика, его изоляционные свойства значительно ухудшаются и ток утечки, которым можно пренебречь при больших габаритах элементов транзистора, становится недопустимо большим. Поэтому дальнейшая миниатюризация элементов микроэлектроники превращается в трудоемкую задачу.

С точки зрения физики это вызвано прямой зависимостью электрической емкости пленки диэлектрика затвора от диэлектрической постоянной k материала, из которого он выполнен.


Содержание    Вперед