Superdünne Schichten
Chiphersteller tüfteln an Transistoren für künftige Fertigungstechnik
Einige Schichten in kommenden Halbleiterbauelementen sollen nur wenige Atomlagen dick sein. Forscher suchen nach Möglichkeiten, solche filigranen Strukturen zuverlässig in Großserie zu produzieren.
Die Entwicklung neuer Chipgenerationen ist sehr teuer. Sie kann bei einem aktuellen 3-Nanometer-Prozessor mit über 50 Milliarden Transistoren mehrere 100 Millionen US-Dollar kosten. Das lohnt sich nur, wenn der neue Chip ausreichend große Vorteile im Vergleich zu seinem Vorgänger bringt. Dazu wiederum reicht die Verkleinerung der Strukturen des Chips alleine längst nicht mehr aus. Vielmehr sind zusätzliche Innovationen und Optimierungen nötig. Einige davon stellten Chiphersteller auf dem International Electron Device Meeting (IEDM) im Dezember vor. Sie könnten bei Fertigungsverfahren der 2-Nanometer-Klasse zum Einsatz kommen, die Intel (Intel 18A) und TSMC (N2) etwa ab 2025 planen.
Schon seit einiger Zeit untersuchen Forscher Materialien wie Molybdändisulfid (MoS2) und Wolframdiselenid (WSe2), die zu den Übergangsmetall-Dichalkogeniden (Transitional Metal Dichalcogenides, TMD) gehören. Sie bilden superdünne Kristalle von wenigen Atomlagen Dicke aus, weshalb man in Bezug auf die Chiptechnik von 2D-Materialien spricht. Sie eignen sich dank besonderer elektrischer Eigenschaften für den leitenden Kanal von Feldeffekttransistoren (FETs).