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美國計劃禁止用于Gate-all-around?GAA新技術制造芯片所必需的EDA軟件出口到中國大陸,GAA(環繞柵極)是GAA FET,那么,什么是GAA FET(環繞柵極場效應晶體管)?
數字芯片最基本單元是MOSFET,其工藝發展到7nm、3nm、2nm,這個半導體工藝尺寸是MOSFET柵極(溝槽)寬度。早期MOSFET使用平面結構,溝槽寬度越小,漏極到源極距離越小,載流子流動跨越溝道導通時間減小,工作頻率越高;同時,溝道完全開通所加柵極電壓越低,開關損耗越低;而且,溝道導通電阻降低,導通損耗也降低。
但是,工藝尺寸越低,短溝道效應越明顯。短溝道效應就是晶胞單元漏極到源極間距不斷減小,柵極下部接觸面積越來越小,柵極難以耗盡溝道載流子,其對溝道控制力不斷減弱;因此,器件處于截止狀態時漏電流會急劇增加,惡化其性能,靜態功耗增加。
圖1:平面MOSFET結構
如果采用立體結構,增加柵極和溝道接觸面積,如新的FinFET鰭型三維結構,就是將柵極包裹三個側面溝道,就可以解決上述問題,如圖2所示。
圖2? FinFET鰭型結構
為了進一步提高柵極對溝道控制能力,縮小單元尺寸,降低電壓,GAA柵極環繞結構被開發出來,如圖3所示。
圖3? 柵極環繞結構
GAA柵極環繞晶體管結構的柵極在垂直方向被分成幾個條帶RibbonFET,在其溝道區域,大幅增強對載流子控制,從而實現更好性能,同時也更容易優化工藝。
審核編輯:劉清