GTM-MML4VXJ
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特長

消費電力が小さい

インバータ回路1個が1秒間に2億回の信号の書き換えを繰り返した時に、消費される電力は3マイクロワットです。

(説明1) インバータ回路とは、入力された信号を反転して出力する働きを持つ最も単純な回路です。

動作速度が速い

最新のトランジスタ(ゲート長が25nm)を使ったインバータ回路では、入力された信号を反転して次の回路に伝えるまでの時間が15ps(ピコ秒)です。
どれくらい速いかというと、1秒間で地球を7周半(約30万km)もする光でさえ、15ps(ピコ秒)では4.5mm進むのがやっとです。 それだけ高速に信号の伝搬を行っています

(説明2) 1ピコ秒は、1兆分の1秒です。

最新のトランジスタの寸法

トランジスタサイズとは、どこの部分で比較しているのでしょうか

トランジスタのゲート長で比較しています。
現在はゲート長25nmのトランジスタを研究しています。

(説明3) グラフ中に記載されている「ナノ世代」とは、同じような研究に携わる技術者同士が目安にするためのトランジスタサイズの呼び名です。研究中の「45ナノ世代」では、ゲート長25nm前後、配線幅70nmのことを指します。

25nmとはどれくらいのサイズなのでしょうか

肉眼で確認することは難しく、SEM(セム)と呼ばれる電子顕微鏡を使ってナノメートルレベルのサイズを確認します。25nmという大きさは原子やDNAと様々なウイルスの間くらいに位置しています。

微細配線

トランジスタサイズが小さくなると、当然、配線も細く配線間隔も狭くなります。高性能なトランジスタを作る為、配線パターンも複雑になります。そこで、研究開発を進めていく上で、以下の4つの点が重要となります。

1)配線を微細に加工する

現在45ナノ世代の配線幅は70nmです。「作り方(5ページ)」で示してある方法で複雑な配線を形成します。

2)配線間に使う誘電率の低い絶縁材料を使用する

配線間や層間が狭くなれば、配線間に電荷がたまりやすくなり、信号の伝わりかたが遅くなります。それを防ぐ為に誘電率の低い材料を使用する必要があります。(誘電率2.25以下の材料を使用)

3)歩留まりを上げる

生産時の配線の断線を減らします。
配線材料の銅が絶縁膜へ拡散してしまわないように、配線の周りを「バリアメタル」と呼ばれる金属でコーティングして、断線不良の発生を少なくしています。

4)高い信頼性を確立する

生産時は断線がなくても、時間が経つと断線が生じるという恐れがあります。富士通では信頼性試験をおこなって、10年経過しても断線不良の発生率が0.1%以下であることを保証するようにしています。

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