
Od FinFET do GAA: skok technologiczny napędzany inżynierią materiałową
W miarę jak skalowanie tranzystorów zbliża się do fizycznych granic, wzrost wydajności nie zależy już tylko od rozmiaru.Chodzi o synergię materiałów, procesów i inżynierii interfejsów.
1. Koniec „skalowania liniowego”
Przez dziesięciolecia przemysł półprzewodników przestrzegał prawa Moore'a poprzez kurczenie się geometryczne.Dziś ten „liniowy postęp” się skończył.Wyzwanie zostało przeniesione z – Czy możemy to zmniejszyć? do „Czy możemy opublikować jego wykonanie?”
Branża odchodzi Skalowanie geometryczne do Kooptymalizacja materiału i procesu (DTCO).
2. Wyciskanie FinFET: Ostatni bastion
Przed przejściem na GAA technologia FinFET osiągnęła swój limit dzięki czterem krytycznym innowacjom materiałowym:
- Inżynieria odkształceń: Wykorzystanie kanałów SiGe w celu zwiększenia mobilności PMOS o ~18%.
- Inżynieria bram: Skalowanie EOT (równoważnej grubości tlenku) od 11 Å do 6 Å za pomocą inżynierii dipolowej.
- Skontaktuj się z inżynierią: Zmniejszenie barier Schottky'ego w celu rozwiązania wąskiego gardła opóźnienia RC w miarę kurczenia się obszarów styku.
- Płetwa/izolacja: Przejście w kierunku kanałów niedomieszkowanych w celu zmniejszenia wahań Vt o 30%.
3. Zmiana paradygmatu GAA (brama wszechstronna).
Struktury GAA (Nanosheet) zapewniają skok strukturalny dla węzłów 3 nm/2 nm:
Kluczowe korzyści:
- Doskonała kontrola elektrostatyczna z bramą otaczającą 360 stopni.
- Wyższa gęstość prądu napędu dzięki ułożonym w stos nanoarkuszom.
- Znacząca redukcja wycieków w zastosowaniach o bardzo niskim poborze mocy.
4. Nowe wyzwanie: zmienność = wydajność
W zaawansowanych węzłach „Niewidzialny sufit” jest Zmienność.Kontrolowanie wahań na poziomie atomowym w wymiarach płetw i rozmieszczeniu domieszek jest obecnie głównym polem konkurencyjnej bitwy.
Wniosek: Przyszłość zorientowana na materiały
GAA to nie koniec;jest to początek bardziej złożonej ery.Przyszłe innowacje, takie jak Arkusz wideł i Zasilanie z tyłu (BDI) przyczyni się do dalszego rozwoju inżynierii materiałów cementowych jako głównego czynnika napędzającego postęp półprzewodników.