100 Elektronen für ein Bit

100 Elektronen für ein Bit

Physik Journal – Infineon-Forscher tauften ihre neu entwickelte weltweit kleinste und nichtflüchtige Speicherzelle auf den Namen „Fin-Flash“.

Ob Texte, Fotos oder Musik, ohne dauernde Stromzufuhr speichern kleine Flash-Karten heute bis zu acht Gigabit schnell und sicher. Gleich die achtfache Datenmenge bei gleicher Speichergröße peilen Infineon-Forscher mit ihrem Prototyp der weltweit kleinsten, nichtflüchtigen Speicherzelle an. „Fin-Flash“ tauften die Entwickler diese rekordverdächtige Basiseinheit einer Speicherkarte und stellten sie auf der Fachtagung IEDM (IEEE International Electron Devices Meeting) in San Francisco vor, auf der alle namhaften Chipentwickler ihre neuen, spruchreifen Fortschritte präsentieren.

Nur 100 Elektronen reichen aus, um mit diesem dreidimensionalen Feldeffekt-Transistor ein Bit zu speichern. (Quelle: Infineon)

Nur rund 100 Elektronen seien nach Aussage der Firma nötig, um ein Bit sicher für mehrere Jahre zu speichern. Rund zehnmal weniger Ladungsträger als die modernsten heute verfügbaren Speicherkarten. Das Labormuster, das die Münchener Forscher um Michael Specht entwickelt haben, misst dabei nur 20 Nanometer. Möglich wurde dieser Schritt durch den pfiffigen, dreidimensionalen Aufbau des winzigen Feldeffekt-Transistors (FET). Er weist eine winzige, acht Nanometer feine Finne (FinFET-Konzept) aus Silizium auf, die wie eine Zunge durch ein Tor aus einem Nitrid hindurchreicht. Auf diesem Nitrid-Bogen sammeln sich die Elektronen für das zu speichernde Bit an. Das zum Schalten dieses Transistors wichtige Gate aus Polysilizium umgibt wiederum diesen Nitrid-Bogen. Diese Form verbessert die Kontrolle der Elektrostatik wesentlich gegenüber den heute üblichen flachen Transistoren.
Für diesen Prototyp nutzten die Entwickler die so genannte Elektronenstrahl-Lithographie. Stark fokussierte Elektronen übernehmen hierbei die „Belichtung“ eines reaktiven Fotolacks und unterstützen die exakte Dotierung des Siliziums. Doch für eine denkbare Massenproduktion eines solchen Flash-Speichers wird man wahrscheinlich wegen kürzerer Produktionszeiten auf ein Verfahren basierend auf optischer Lithographie zurückgreifen müssen. Infineon rechnet mit einer weiteren Entwicklungszeit von wenigen Jahren.

Jan Oliver Löfken

Quelle: Physik Journal, Februar 2005