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Mathias Guder

• Da die benötigte Rechenleistung heut zu Tage stark gestiegen ist, ist es immer wichtiger schnelle Schaltungen und Transistoren zu erzeugen. Dabei gelangt man langsam an eine physikalische Grenze welche einerseits bedingt ist durch die Größe der verwendeten Strukturen und andererseits viel fundamentaler durch die Schaltzeit des verwendeten Transistormaterials Silizium (Si). Die Beweglichkeit der Elektronen im normalen Silizium bildet eine Einschränkung für die Leistungsfähigkeit der Transistoren auf Si-Basis. Um diese Beweglichkeit zu erhöhen, ist es mittelfristig notwendig auf andere Halbleitermaterialien umzusteigen. Ein Halbleiter, der sich dafür anbietet ist das Germanium (Ge), das zwar mit dem Silizium über die Mitgliedschaft zur selben Hauptgruppe verwandt ist, doch durch seine Zugehörigkeit zur nächst höheren Periode einen größeren Radius aufweist. Dies führt unter anderem zu einer größeren Gitterkonstante im Germaniumkristall. Sowohl beim Siliziumdioxid (SiO2) als auch beim Germaniumdioxid (GeO2) handelt es sich um Isolatoren. Leider ist GeO, im Vergleich zu SiO22 leichter wasserlöslich, was bei der Prozessierung zu großen Schwierigkeiten führt und eine komplette Neuentwicklung des Produktionsprozesses zur Folge hat. Da Germanium als Ersatz für Silizium noch nicht einsatzreif ist, wurde ein Verfahren entwickelt, mit dem es möglich ist Silizium mit einer größeren Gitterkonstante (Streckung um 1% in X- und Y-Richtung) zu erhalten. Dies führt, zuerst unerwartet, zu einer erhöhten Ladungsträgerbeweglichkeit in diesem „strained silicon“ (sSi). Die höhere Ladungsträgerbeweglichkeit führt neben einer kürzeren Schaltzeit auch zu einer geringeren Leistungsaufnahme in den Prozessoren....