Top-Takte mit neuem Transistor

Auf der am Wochenende in San Francisco gestarteten Konferenz „International Electron Devices Meeting“ (IEDM) stellte Wissenschaftler Bernd Heinemann vom IHP (Leibniz-Institut für innovative Mikro­elektronik) Ergebnisse zu neu entwickelten Silizium-Germanium-Hetero­bipolar­transistoren (SiGe HBTs) vor. Sein Beitrag mit dem Titel „SiGe HBT with fT/fmax of 505 GHz/720 GHz“ präsentiert Geschwindigkeits­parameter, die neue Maßstäbe für Silizium­transistoren setzen.

„Auf der IEDM präsentieren zu dürfen, ist für uns ein wertvoller Abschluss des von der Europäischen Union geförderten Projektes ,DOTSEVEN‘. Gemeinsam mit Infineon und weiteren zwölf Projekt­partnern aus insgesamt sechs Ländern ging es in dem vier­jährigen Projekt darum, SiGe HBTs mit einer maximalen Schwing­frequenz, die auch als fmax bezeichnet wird, von 0,7 Terahertz zu entwickeln“ sagt Bernd Heinemann, Projektleiter am IHP. „Die vorgestellten fmax-Werte übertreffen die Bestwerte aktueller Produktions­technologien etwa um den Faktor zwei. Solche Transistoren ermöglichen die Realisierung draht­gebundener und draht­loser Kommunikations­systeme mit noch höheren Datenraten (>100 Gb/s). Mit den schnellen HBTs kann die Leistungs­fähigkeit von Radar­systemen, die zum Beispiel in Personen­kraftwagen der Gefahren­abwendung dienen, gesteigert werden, indem der Leistungs­verbrauch gesenkt oder die Reichweite und räumliche Auflösung erhöht werden.“

Darüber hinaus beginnt der Einsatz in zahlreichen neuen Anwendungen Realität zu werden, die bisher für Silizium­bauelemente unzugänglich und den im Vergleich zu Silizium­technologien weniger integrations­freundlichen Lösungen aus III-V-Verbindungs­halbleitern vorbehalten schienen. Zu diesen neu aufkommenden Einsatz­feldern zählen bild­gebende Verfahren im Frequenz­bereich von 0,3 bis 1 Terahertz, die sich zum Beispiel in der Material­prüfung, bei Sicherheits­kontrollen, bei Gewebe­analysen in der Medizin oder zur Detektion von Luft­verschmutzungen in der Atmosphäre einsetzen lassen.

Hervorzuheben ist, dass diese Bauelemente kompatibel zur etablierten Silizium­technologie sind und sich damit als Schlüssel­elemente für kosten­günstige Systeme in einem breiten Markt eignen. Die jährlich in den USA stattfindende IEDM gilt seit mehr als sechzig Jahren als weltweit wichtigstes Forum für technologische Durchbrüche in den Bereichen Halbleiter- und elektronische Bau­elemente von der Physik bis zur technologischen Umsetzung.

IHP / DE