Die Nutzer von Handys, MP3-Playern und Taschencomputern erwarten immer mehr Funktionen in immer kompakteren Geräten. Um das zu erreichen, waren die Entwickler bisher bemüht, die Schaltelemente – die Transistoren – auf den Mikrochips in den Apparaten ständig weiter zu verkleinern und mehr davon auf die Chips zu packen. Das Problem: Je kleiner die Strukturen der Elektronikbauteile sind, desto größer werden unerwünschte Leckströme. Denn die winzigen Transistoren lassen sich nicht mehr vollständig ausschalten – und der Stromverbrauch steigt.
Eine Lösung bieten da mikroelektronische Schalter, die – anders als die bislang gebräuchlichen Komponenten mit flacher Architektur – dreidimensional aufgebaut sind. Forscher des Münchner Halbleiterunternehmens Infineon Technologies haben erstmals den Prototyp eines Transistors mit 3D- Struktur in einer komplexen Elektronikschaltung getestet. Das Resultat: Durch den so genannten Multi-Gate-Feldeffekt-Transistor flossen nur etwa ein Zehntel so große nutzlose Leckströme wie in einem vergleichbaren zweidimensionalen Transistor. Das verbessert die Energieausnutzung und ermöglicht eine längere Akku-Laufzeit in tragbaren elektronischen Geräten.
Der Trick bei der neuen Technologie: Der Transistor besitzt eine dreimal so große Steuerelektrode auf 30 Prozent weniger Fläche – dadurch lässt er sich auch bei sehr kleiner Baugröße wirkungsvoller ein- und ausschalten. Weiterer Vorteil: Bei der Herstellung von Schaltungen in der Multi-Gate-Technologie kann man die bisher üblichen Materialien und Fertigungsprozesse weiter nutzen. Und: Da die Transistoren auf dem Chip weniger Platz benötigen, wird weniger von dem kostbaren Werkstoff Silizium verbraucht.
