3nm后的晶體管選擇~


原標題:3nm后的晶體管選擇~
在3nm及以下的工藝節點,晶體管的選擇和技術發展正面臨著前所未有的挑戰。以下是關于3nm后晶體管選擇的一些關鍵點和趨勢:
從FinFET到納米片(Nanosheet)的過渡:
多家晶圓廠如三星、Intel、臺積電和IBM等正在從長期采用的鰭式場效晶體管(FinFET)制程逐漸轉移,轉向納米片(Nanosheet)的晶體管架構制造。
這一轉變是為了解決隨著晶體管尺寸縮小到3nm及以下時,FinFET在性能、功耗和泄漏控制方面的局限性。
納米片(Nanosheet)的優勢:
納米片架構提供了更寬的有效通道寬度,從而能在相同尺寸下提供比FinFET更高的驅動電流。
它還提供了調整通道寬度的彈性,使設計人員在保持高性能的同時,能夠進一步降低元件尺寸和電容。
納米片采用環繞閘極(Gate-All-Around, GAA)結構,使導電通道完全被包圍在高介電系數材料或金屬閘極之中,提供了更佳的通道控制能力。
叉型片(Forksheet)和互補式場效晶體管(CFET):
叉型片(Forksheet)是納米片架構的一種改進形式,通過引入介電墻來大幅緊縮n型與p型元件之間的距離,從而增加通道的有效寬度和提升驅動電流。
互補式場效晶體管(CFET)是另一種新型晶體管架構,結合了n型和p型晶體管在同一溝道內,以提高能效和性能。
材料創新:
為了提高晶體管的性能,特別是pFET的空穴遷移率,供應商正在開發有改進的pFET第二代納米片FET,使用高遷移率材料如SiGe和III-V族材料。
應變工程也被用于在溝道中使用SiGe合金應力以提高載流子遷移率。
技術挑戰:
轉向納米片和其他新型晶體管架構帶來了許多技術挑戰,如內部隔離層控制、精確蝕刻和內部間隔物的形成等。
這些挑戰需要精確控制工藝參數和材料特性,以確保晶體管的性能和可靠性。
市場應用:
隨著這些新型晶體管技術的成熟和成本降低,它們將被廣泛應用于各種高性能電子設備和產品中,如智能手機、服務器、數據中心和自動駕駛汽車等。
綜上所述,3nm后的晶體管選擇正朝著納米片和其他新型架構發展,這些技術將帶來更高的性能和能效,但同時也面臨著許多技術挑戰和成本問題。隨著半導體行業的不斷創新和進步,我們有望在未來看到更多高性能、低功耗的晶體管產品的出現。
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