De ce procesele avansate de wafer necesită finFET -uri?

Tehnologia FinFET introduce o structură de tranzistor tridimensională inovatoare în fabricarea waferului, care permite performanțe mai eficiente ale tranzistorului printr-un control îmbunătățit al porții și curent de scurgere redus. Acest lucru este esențial pentru a permite dispozitive semiconductoare mai mici, mai rapide și mai eficiente din punct de vedere energetic. Pe măsură ce nodurile procesului semiconductor continuă să se micșoreze, utilizarea tehnologiei FinFET devine din ce în ce mai comună și mai importantă.

Istoric: Limitări ale tranzistoarelor planuri tradiționale

În MOSFET -urile plane convenționale, pe măsură ce nodurile procesului se micșorează (de exemplu, de la 90 nm la 65 nm și nu numai), întâmpinăm următoarele provocări tehnice:

Efectul scurt al canalului:Pe măsură ce lungimea porții tranzistorului scade, capacitatea porții de a controla canalul scade, ceea ce duce la creșterea curentului de scurgere și a vitezei de comutare reduse.

Curent de scurgere crescut:O creștere a curentului de scurgere în afara statului duce la o creștere semnificativă a consumului de energie electrică.

Problemă de balansare a subteranelor:Panta subterană a MOSFET -urilor convenționale este limitată la 60 mV\/deceniu, ceea ce limitează eficiența de comutare la funcționarea cu putere redusă.

Introducerea tehnologiei FinFET
Finfet (FinFET (FinFET) este o tehnologie de tranzistor tridimensională care îmbunătățește performanța MOSFET-urilor tradiționale de:

Capacitate îmbunătățită de unitate curentă:Finfetele permit curenții de acționare mai mari printr-o structură tridimensională. Acest lucru se datorează faptului că canalul FinFET este o „aripioare” care este perpendiculară pe suprafața substratului, ceea ce face posibilă obținerea unei lățimi eficiente mai mari în aceeași amprentă.

Control mai bun al porții:În FinFets, poarta poate închide un canal „Fin” din trei laturi, ceea ce îmbunătățește considerabil capacitatea porții de a controla câmpul electric al canalului, reducând semnificativ efectul canalului scurt.
Curent de scurgere redus:FinFET -urile sunt capabile să reducă semnificativ curentul de scurgere printr -un control mai bun al porții și lungimi mai scurte ale canalului. Acest lucru este esențial pentru realizarea circuitelor cu putere redusă.

Provocări ale procesului de fabricație pentru finfeturi
În ciuda avantajelor tehnice evidente ale FinFets, procesele lor de fabricație prezintă, de asemenea, noi provocări:

Fluxuri de proces mai complexe:Fabricarea FinFET-urilor necesită etape de proces mai complexe, incluzând mai multe etape de litografie și gravură, pentru a forma structuri tridimensionale exacte.

19-00155-01_ bloc aheater, 150mm

Echipamente și actualizări ale procesului:Sunt necesare echipamente și procese avansate, cum ar fi litografia de înaltă precizie (litografia EUV) și procesele de gravare extrem de selective.

Controlul randamentului:Complexitatea structurilor tridimensionale crește probabilitatea de defecte, necesitând tehnici de control și inspecție mai strânse.

Verificarea beneficiilor Finfetsas

Procesul se deplasează la 10 nm și sub-noduri, beneficiile tehnologiei FinFET devin mai evidente:

IPerformanță Mproved și consum redus de energie:Cu un control mai bun și un curent de scurgere mai mic, FinFET -urile sunt capabile să reducă semnificativ consumul de energie, menținând în același timp performanța.

16-033932-00 6 inch Sworkhead Weld

Integrare sporită:Mărimile mai mici ale celulelor și densitățile de curent mai mari permit cipurilor să integreze mai multe funcții și circuite.