3nm后的晶体管选择~


原标题:3nm后的晶体管选择~
在3nm及以下的工艺节点,晶体管的选择和技术发展正面临着前所未有的挑战。以下是关于3nm后晶体管选择的一些关键点和趋势:
从FinFET到纳米片(Nanosheet)的过渡:
多家晶圆厂如三星、Intel、台积电和IBM等正在从长期采用的鳍式场效晶体管(FinFET)制程逐渐转移,转向纳米片(Nanosheet)的晶体管架构制造。
这一转变是为了解决随着晶体管尺寸缩小到3nm及以下时,FinFET在性能、功耗和泄漏控制方面的局限性。
纳米片(Nanosheet)的优势:
纳米片架构提供了更宽的有效通道宽度,从而能在相同尺寸下提供比FinFET更高的驱动电流。
它还提供了调整通道宽度的弹性,使设计人员在保持高性能的同时,能够进一步降低元件尺寸和电容。
纳米片采用环绕闸极(Gate-All-Around, GAA)结构,使导电通道完全被包围在高介电系数材料或金属闸极之中,提供了更佳的通道控制能力。
叉型片(Forksheet)和互补式场效晶体管(CFET):
叉型片(Forksheet)是纳米片架构的一种改进形式,通过引入介电墙来大幅紧缩n型与p型元件之间的距离,从而增加通道的有效宽度和提升驱动电流。
互补式场效晶体管(CFET)是另一种新型晶体管架构,结合了n型和p型晶体管在同一沟道内,以提高能效和性能。
材料创新:
为了提高晶体管的性能,特别是pFET的空穴迁移率,供应商正在开发有改进的pFET第二代纳米片FET,使用高迁移率材料如SiGe和III-V族材料。
应变工程也被用于在沟道中使用SiGe合金应力以提高载流子迁移率。
技术挑战:
转向纳米片和其他新型晶体管架构带来了许多技术挑战,如内部隔离层控制、精确蚀刻和内部间隔物的形成等。
这些挑战需要精确控制工艺参数和材料特性,以确保晶体管的性能和可靠性。
市场应用:
随着这些新型晶体管技术的成熟和成本降低,它们将被广泛应用于各种高性能电子设备和产品中,如智能手机、服务器、数据中心和自动驾驶汽车等。
综上所述,3nm后的晶体管选择正朝着纳米片和其他新型架构发展,这些技术将带来更高的性能和能效,但同时也面临着许多技术挑战和成本问题。随着半导体行业的不断创新和进步,我们有望在未来看到更多高性能、低功耗的晶体管产品的出现。
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