Germânio expandido triplica desempenho de chips

Redação do Site Inovação Tecnológica - 08/12/2004

A IBM anunciou o desenvolvimento de uma nova técnica que triplica o desempenho dos transistores utilizados para a construção de chips. O novo processo é compatível com a tecnologia CMOS convencional, o que significa que ela pode ser adotada sem alterações nos processos industriais atuais.

A técnica envolve a criação de uma camada do elemento químico germânio no chamado "canal", o por onde flui a corrente elétrica e que é a porção mais crítica para a operação do transistor.

Os cientistas sabiam há muito tempo que o germânio possui melhor condutividade do que o silício, mas até agora eles não haviam descoberto uma maneira de criar altas concentrações do elemento no interior dos chips.

A indústria e até o público em geral já está acostumado com a construção de chips cada vez mais velozes. Isto sempre foi feito diminuindo-se o tamanho dos transistores, o elemento básico de um microprocessador. O problema é que eles já atingiram uma dimensão tão pequena que a fuga de corrente elétrica passou a ser um problema.

A melhoria das características de condutividade dos transistores é um esforço para combater esse problema. Outro exemplo foi a introdução do silício expandido, que já é atualmente produzido por várias empresas.

O que a IBM fez agora foi criar uma forma de associar o germânio expandido - ainda melhor do que o silício expandido, devido às suas propriedades elétricas - com os chips de silício, sem provocar uma revolução nas técnicas de fabricação, o que poderia inviabilizar a adoção da nova tecnologia.

A indústria está atualmente fabricando chips que possuem estruturas com tamanhos de apenas 90 nanômetros, mas já está se movendo rapidamente para a faixa dos 65 nanômetros. Segundo a IBM, sua nova técnica permitirá que se chegue aos 32 nanômetros. Moore, aquele da "Lei", deve ter dado um suspiro de alívio.

No interior do transistor propriamente dito, a nova técnica da IBM introduz outros benefícios. Por exemplo, a indústria está há bastante tempo procurando soluções para substituir o dióxido de silício (SiO₂) por isolantes com alta constante dielétrica, os chamados materiais "high-K" (constante k elevada).

A constante dielétrica, representada pela letra k, mostra a capacidade de um material em reter cargas elétricas. O referencial é o ar, que tem valor 1. O silício possui um valor de 3,9. Todos os materiais que possuem o "k" maior do que 3,9 são considerados "high-k".

Entretanto, a introdução dessa classe especial de elementos isolantes na tecnologia atual do silício não tinha até agora se mostrado viável. As propriedades elétricas do germânio poderão finalmente facilitar sua adoção.