Один ключ! Технологическое развитие транзисторной структуры
Fin Field-Effect Transistor — трёхмерная транзисторная структура, одна из самых современных структур интегрированной электросхемы. С развитием технологии интегральной цепи, FinFET стала основным направлением транзисторной структуры следующего поколения.
Открытие FinFET открывает трехмерную эпоху транзисторов. Традиционный плоский мосфет (металлический-окисел-полупроводниковый полевой транзистор) — двухмерная структура, в которой ток течет через слой канала. Финфет, в свою очередь, добавил несколько дополнительных выступов с обеих сторон прохода, что позволило электрическому потоку двигаться в трех направлениях. Эта трехмерная структура может значительно улучшить контроль тока и эффективность энергопотребления.
Одной из важных вариаций FinFET является структура GAA (Gate-All-Around). Структура GAA характеризуется тем, что сетка окружает всю поверхность туннельного слоя, создавая цельную сетку. По сравнению с традиционными финфетами, структура гаа обладает большей способностью контролировать ток и меньшим количеством утекающего тока. Это делает гаа структурой основным выбором для следующего поколения высокопроизводительных интегральных схем.
Развитие технологии транзисторных структур можно проследить с 1960 — х годов. В то время транзистор, используемый в интегральной цепи, базировался на структуре диода NDT3055L, известного как транзистор (Transistor Diode) или просто диод. С увеличением спроса на интегральные схемы, люди начали изучать, как внедрить сетки в транзисторы для достижения контроля над током.
В конце 1960 — х годов была изобредена структура MOSFET, то есть транзистор со структурой металл-окисел-полупроводник. Структура MOSFET реализует эффективный контроль тока, вводя окислительные слои и металлические сетки на поверхность полупроводников. Эта структура стала наиболее часто используемой структурой транзистора в интегральной цепи.
На основе структуры MOSFET люди начали изучать, как еще больше улучшить производительность транзисторов. В 1990 — х годах была предложена двухсеточная структура, известная как Silicon-On-Insulator MOSFET. SOI-MOSFET может снизить ток утечки и дополнительный конденсатор транзистора, добавив слой изолятора в основание транзистора. Эта структура частично улучшила производительность транзистора.
В начале 2000 — х годов люди начали изучать трёхмерную транзисторную структуру. Самая ранняя трёхмерная структура — FinFET, которая осуществляет поток тока по трем направлениям, увеличивая несколько подъёмов с обеих сторон проходного слоя. Структура FinFET может значительно повысить эффективность управления транзисторами и энергопотребление.
Затем была предложена структура GAA, то есть цельная сетка. Структура GAA обеспечивает лучший контроль тока и меньший ток, окружая сетку полностью вокруг прохода. Структура GAA стала основным выбором для следующего поколения высокопроизводительных интегральных схем.
В целом, технология транзисторных структур проходит через процесс развития от диодов до мосфета и финфета. Внедрение этих структур постоянно повышает производительность транзисторов, способствуя непрерывному прогресу в технологии интегральной цепи. Появление структуры FinFET и GAA открыло трехмерную эпоху транзисторов, закладывая основу для развития следующего поколения высокопроизводительных интегральных схем.