Nieuws: Britten halen snelheidsrecord met transistor

Een eenvoudige aanpassing in de manier waarop gewone transistors worden gemaakt kan snellere, goedkopere mobieltjes en digitale camera's opleveren, stellen Britse wetenschappers. Transistors met de modificatie hebben al een nieuw snelheidsrecord behaald.

Transistors zijn de minuscule bouwstenen waaruit de meeste microchips zijn opgebouwd. Ze leiden de elektronische stroom door een microchip, en kunnen (afhankelijk van het type) een signaal versterken, of een circuit openen en sluiten. De meeste transistors bestaan uit drie op elkaar gestapelde lagen, waarbij de twee buitenste lagen bestaan uit hetzelfde materiaal. De middelste laag is van een ander, semi-geleidend materiaal gemaakt.

Hoe dunner deze 'vulling' in de transistor, hoe sneller elektrons door het apparaat kunnen worden geleid, en hoe sneller dus de gemiddelde snelheid van een chip. Doorgaans wordt borium gebruikt als tussenlaag. Het fabriceren van dunnere lagen borium is technisch zeer moeilijk. Het heeft de neiging uit te zetten tijdens het productieproces, waardoor de laag uiteindelijk dikker en de chip trager uitvalt.

Wetenschappers van de Britse University of Southampton hebben nu, onder leiding van professor Ashburn, een oplossing bedacht voor dit probleem. Zij voegden fluorine toe aan de siliconen buitenlaagjes, met behulp van een gangbaar productieproces dat bekend staat als ionenimplantatie. Hierbij worden atomen van een element - in dit geval fluorine - op een siliconenlaag afgevuurd.

Op atoomniveau vult de fluorine de gaten in de siliconenstructuur. Hierdoor is er geen ruimte meer voor het borium om uit te zetten en blijft de laag dun en de chip dus snel. Het toevoegen van fluorine kan binnen de standaard productietechnologie; het moet dus eenvoudig en goedkoop in het productieproces zijn in te passen.

Toen de onderzoekers hun transistor testten, haalde deze een snelheid van 110 GHz. Er is geen Guinness Book of World Records voor transistors en chips, maar zover bekend is dit de snelste transistor ooit gemaakt. Het wereldrecord was in handen van Philips, dat een exemplaar wist te maken met een snelheid van 70 GHz.

Een complete chip werkt een factor tien langzamer dan de transistors waaruit deze bestaat; een chip van het Britse team zou dus werken met 11 GHz. Chips in mobieltjes werken momenteel gemiddeld met 1 GHz.

Momenteel werken onderzoekspartners van professor Ashburn, het STC Microelectronics in Italië, verder aan chips gebaseerd op de nieuwe technologie. Er is nog geen apparaat gebouwd fluorine-verbeterde chips, maar het klinkt allemaal veelbelovend. Ashburn denkt dat het mobieltjes met een sterker signaal kan opleveren, of handhelds die spraakherkenning aankunnen.