文献标识码: A
DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.200512
中文引用格式: 熊倩,马奎,杨发顺. FinFET器件结构发展综述[J].电子技术应用,2021,47(1):21-27.
英文引用格式: Xiong Qian,Ma Kui,Yang Fashun. Overview of FinFET device structure development[J]. Application of Electronic Technique,2021,47(1):21-27.
0 引言
晶体管最重要的性能是控制电流的开断,当晶体管的沟道缩短到一定程度时,晶体管的沟道电流很难关紧。原因是内部电场的互相干扰导致栅极的电场不能发挥作用,因此会关不断,从而形成泄漏电流。传统的平面场效应(Metal Oxide Semiconductor,MOS)管由于受到短沟道效应[1-2]的作用而不能再有效地控制电流,从而产生三维鳍式场效应晶体管(Fin Field-Effect Transistor,FinFET)器件[3]。FinFET是加州大学伯克利分校的胡正明的教授发明的,主要有两种,分别是1999年发布的基于立体型结构的FinFET晶体管技术,2000年发布的全耗尽型绝缘衬底上的硅(Fully Depleted Silicon On Insulator,FOI)晶体管技术[4]。在FinFET的架构中,闸门呈类似鱼鳍的叉状3D架构,可于电路的两侧控制电路的接通与断开。FinFET技术的应用是在被发明的十年后,首先推出FinFET应用的是Intel,在22 nm工艺节点时传统技术已经无法满足沟道缩短的进一步发展。2013年Intel推出了第一代22 nm FinFET工艺,该工艺是采用体硅FinFET结构。2014年后Intel发布了14 nm FinFET技术,采用的也是体硅FinFET。随后各大厂商如格罗方德、三星、台积电等也开始转进到FinFET工艺当中[5]。
本文首先梳理了体硅FinFET和SOI FinFET的结构形式以及部分被应用较广泛结构的工艺,以及在体硅和SOI技术上发展起来的其他结构形式。着重总结了各种新型FinFET形式的结构特点,最后对FinFET器件具有更好性能的结构形式的未来工作进行展望。
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作者信息:
熊 倩1,马 奎1,2,杨发顺1,2
(1.贵州大学 大数据与信息工程学院,贵州 贵阳550025;
2.半导体功率器件可靠性教育部工程研究中心,贵州 贵阳550025)