Freescale stellt den ersten kommerziell realisierbaren GaAs-MOSFET-Baustein her

Technologischer Durchbruch könnte dramatischen Leistungszuwachs für viele Anwendungen bedeuten

(PresseBox) ( AUSTIN, Texas, )
Freescale Semiconductor (NYSE: FSL, FSL.B) hat den branchenweit ersten Baustein entwickelt, der die Leistungsstärke von Gallium-Arsenid (GaAs) -Verbindungshalbleitern mit den Vorteilen herkömmlicher MOSFET-Technologien (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) kombiniert und auch deren Skalierungsregeln gehorcht.

Der von Freescale erreichte Durchbruch macht die zukünftige Entwicklung neuer Klassen von Leistungsverstärkern und Strom sparenden, superschnellen Halbleitern möglich, mit deren Hilfe die Abmessungen von Endgeräten weiter reduziert, gleichzeitig aber deren Leistung deutlich gesteigert werden können. Der Zugewinn an Leistung könnte die Analog-Digital-Wandler Technologie fundamental verändern - die Umsetzung analoger Signale in digitale Datenströme könnte dann praktisch verzögerungsfrei erfolgen.

Auf Silizium basierende MOSFET-Technologie stellt das Rückgrat von CMOS dar. Dies ist der am weitesten verbreitete Herstellungsprozess für Mikroelektronik und kommt praktisch in jedem elektronischen Produkt zum Einsatz. Vor dem von Freescale erreichten Durchbruch war man an grundlegende wissenschaftliche Grenzen bei dem Versuch gestoßen, die für Industriestandard-MOSFETs benutzten Prozesse, Fertigungseinrichtungen und Verbindungstechnologien auf Gallium-Arsenid anzuwenden, ein Material, das weniger Rauschen erzeugt und Elektronen bis zu 20 mal schneller transportieren kann als herkömmliches Silizium.

Bisher war es der Branche nicht gelungen, Siliziumdioxid oder andere Dielektrika in Technologien für GaAs-Transistoren einzubringen, und das wiederum hat die Integration von Gatestrukturen aus Metalloxid verhindert, die für die Entwicklung eines mit vernünftigen Mitteln realisierbaren, auf GaAs basierenden MOSFET-Transistors unabdingbar sind. Freescale hat GaAs-kompatible Materialien und Strukturen identifiziert, die eine Skalierung genau wie bei herkömmlichem Silizium erlauben. Probleme mit Defekten am Übergang zwischen Oxid und Silizium, die bisher die Realisierung leistungsfähiger MOSFET-Strukturen auf Gallium-Arsenid-Verbundmaterialien praktisch unmöglich gemacht hatten, konnten überwunden werden.

"Dieser bemerkenswerte Erfolg wirft alle vorher getroffenen Annahmen der Industrie über den Haufen und birgt in sich das Potenzial, eine fundamentale Änderung der Art und Weise einzuläuten, wie leistungsfähige Halbleiter entwickelt, hergestellt und angeboten werden," erklärte Sumit Sadana, Senior Vice President des Bereichs 'Strategy and Business Development' und stellvertretender Chief Technology Officer im Hause Freescale. "Freescales Engagement für technologische Innovationen macht vor nichts und niemandem Halt, wie auch diese jüngste Neuerung unterstreicht."

Freescale geht davon aus, dass die ersten Generationen GaAs-basierender MOSFET-Bausteine zunächst nur enge Nischen abdecken und sich als Ergänzung herkömmlicher Halbleitertechnologien verstehen werden. Durch eine Zusammenarbeit mit Partnerunternehmen, die sich auf die Entwicklung von Infrastruktur-, Mobilfunk- und Optoelektronikprodukten mit extremer Rechenleistung konzentrieren werden, wird Freescale die Verbreitung dieser Technologie vorantreiben.

"Die GaAs MOSFET-Technologie von Freescale trägt das Versprechen in sich, die ganze Branche umzukrempeln," begeisterte sich Asif Anwar, bei Strategy Analytics für GaAs Services verantwortlicher Direktor. "Sie eröffnet die Chance auf einen Quantensprung bei den Leistungsdaten, und das auf der Grundlage absolut ausgereifter Fertigungsverfahren."
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