Erste Details zur 90nm Technologie für Pentium4 Nachfolger

Intel stellt einige bahnbrechende Techniken vor, die das Unternehmen in seine neue 90 Nanometer (nm) Halbleiterherstellung integriert hat und welche beim Pentium 4 Northwood Nachfolger, dem Prescott, im zweiten Halbjahr nächsten Jaheres zum Einsatz kommen werden.

Die neue 90 nm Halbleiterherstellung vereint Leistungsfähigkeit, niedrige Betriebsspannung, ein Silizium-Gitter mit größeren Atomabständen (Strained Silicon), Hochgeschwindigkeits-Leitungen (Interconnects) aus Kupfer sowie ein neues Dielektrikum mit niedriger Dielektrizität (Low-K). All dies ermöglicht höhere Taktraten bei verringerter Leistungsaufnahme.

Intels neuer 90 nm Prozess arbeitet mit Transistoren, deren Gate-Länge lediglich 50 Nanometer beträgt. Das macht sie zu den kleinsten und leistungsstärksten CMOS Transistoren, die in der Produktion eingesetzt werden. Die derzeit fortschrittlichsten Transistoren in der Produktion messen 60 nm, sie kommen in den Pentium 4 Prozessoren des Chipriesen zum Einsatz. Ebenfalls neu ist, das gestreckte Silizium (Strained Silizium). Hierbei sind die Atomabstände im Kristall-Gitter größer. Der größere Atomabstand im Strained Silizium erhöht die Mobilität der Elektronen, was zu einer Steigerung der Geschwindigkeit der Transistoren führt und damit die Wechselwirkungen mit dem Halbleiter und somit auch den Wärmeverlust reduziert.

Außerdem werdet Intel bei der 90nm Prozesstechnik ein neues kohlenstoffdotiertes Oxid (CDO) mit niedriger Dielektrizität als Dielektrikum zwischen den Leitungen (Interconnects) der Halbleiterbausteine. Dieses Material erhöht die Signalgeschwindigkeit innerhalb der Chips und reduziert den Stromverbrauch. Ein weiterer Vorteil dieser Technik ist die einfachere Herstellung, da dieses Dielektrikum nur in zwei Schichten übereinander aufgetragen wird.

Der 90 nm Prozess verwendet sieben Metalllagen für die Hochgeschwindigkeits-Kupfer-Interconnects. Für diesen Prozess wird eine Kombination aus Lithografie-Ausrüstung für Lichtwellenlängen von 248 nm und 193 nm eingesetzt. Intel erwartet, rund 75 Prozent der Prozesswerkzeuge wieder verwenden zu können, die man heute bei der Massenfertigung mit 130 nm auf 300 mm Wafern nutzt. Der relativ geringe Anteil neuer Prozesswerkzeuge senkt die Umstellungskosten und stellt sicher, das ausgereifte Werkzeuge zum Einsatz kommen.

Der 90 nm Prozess wird in der Fab D1C in die Massenproduktion gehen und beginnend mit dem nächsten Jahr auf weitere 300 mm Herstellungsfabriken übertragen. Intel erwartet, dass im Jahr 2003 drei 300 mm Waferfabriken den 90 nm Prozess einsetzen. Hier wird dann auch der erste Prozessor vom Band laufen, der derzeit noch auf dem Codenamen Prescott hört und in 90nm gefertigt werden soll.