Finfet va Mosfet: nega 3D tranzistorlar zamonaviy chip dizaynida ustunlik qilishadi

Finfet texnologiyasi tranzistor arxitekturaning muhim evolyutsiyasini anglatadi, bu esa an'anaviy tekislik dizaynidan tashqarida davom etayotgan yarimo'tkazgichlarni kengaytirishni ta'minlaydi.Finfets 3D Fin shaklidagi kanalni o'z ichiga olgan holda, darvozani boshqarish, oqishni kamaytiradi va 7nm va 5nm kabi ilg'or tugunlarda ishlashni yaxshilaydi.Ushbu maqola fffet tuzilmalari, nutq va ishlab chiqarish muammolari kabi moddiy yangiliklarni o'rganadi, shuningdek, ularning meros tranzistorlari ustidan ularning afzalliklarini tahlil qiladi.Kelajak tendentsiyalari, shu jumladan darvoza (Gaa) dizaynlari, shuningdek, Nanoskale Transtistorni rivojlantirish uchun oldinga yo'naltirilgan yo'lni ta'kidlaydi.

Katalog

FEFFET texnologiyasini chuqur o'rganish

Fin-dar effektidan qisqartirilgan fitfet, professor Chenming Xu va UC Berkidagi jamoasi tomonidan kontseptualizatsiya qilingan yarimo'tkazgich texnologiyasida ajoyib sakrashni anglatadi.An'anaviy tekis podshetlardan farqli ravishda, fitfets uch o'lchovli kanalning uch o'lchovli kanal tuzilishi "Fin" ni eslatadi, bu kanalni boshqarishni yaxshilash uchun darvoza qoplamasini strategik ravishda kuchaytiradi.Ushbu asosli konfiguratsiya qisqa kanal effektlarini samarali ravishda samarali ravishda kamaytiradi va oqish oqimini sezilarli darajada kamaytiradi.Shuningdek, u operatorning harakatchanligi orqali tuman spektaklini oshiradi, bularning barchasiga dopingdan tashqari kanalga ishonmasdan erishmasdan erishadi.

Finfetning tarkibiy tavsiflari

Fimxet arxitekturasi o'zining innovatsion flakikali kanal tufayli, elektr boshqaruvini takomillashtiradigan va istalmagan g'ayritabiiy oqishni yumshatadigan innovatsion jarimali kanal tufayli ajralib turadi.Ushbu dizayn an'anaviy tekis tranzistorlarning bir nechta kamchiliklarini engib chiqadi.Bir necha tomonlardan kanal tokini takomillashtirish moslamalar tarqalishini kuchaytiradi, marial elektron dasturlar uchun juda mos emas.Ushbu texnik taraqqiyot ortida aniq va ishonchlilikni insoniy ravishda aniqlik va ishonchlilik, innovatsion innovatsiyaga asoslangan.

Soi va ommaviy fitfets farq qiladi

Fitfets ularning substrat materiallari asosida tasniflanadi: kremniy-insulyator (Soi) Finfets

va asosiy fitfetlar.Har bir turda turli xil ehtiyojlarni qondirish uchun insoniyatni sozlash uchun insoniyatni aks ettiruvchi aniq atributlar mavjud.

Soi Finfets

Soi Frefets apellyatsiyalari, tez-tez tezroq kommutatsiya tezligini va yuqori chastotali domenlarda kuchaytirish uchun tog'lash tezligini keltirib chiqaradi.Yarimo'tkazgich kanalida pastki doping darajasi tashuvchi harakatchanlikni oshirishga olib keladi, keyinchalik kuchaytirish tezligini oshirishga olib keladi.Biroq, Soi Frefets issiqlikni tarqatishda duch kelganda, samarali issiqlik boshqaruvi hal etilmoqda.Ushbu issiqlik ishonchlilik va ishlashga ta'sir qilishi mumkin, ayniqsa ishlov berish va potentsial xavf va potentsial xavf va doimiy muhandislik muvozanatini eslatuvchi vosita.

Ommaviy flefetlar

Ommaviy fitfetetlar o'zlarining ssi hamkasblariga parazitga chidamlilik va qobiliyatli, ammo eng yuqori isitish tarqalishini buzadi.Bu atribut vaqt o'tishi bilan issiqlik tashvishlari aks ettirilishi mumkin bo'lgan issiqlik tashvishi boshqa yo'llar bilan bog'liq bo'lishi mumkin bo'lgan muhitdagi mustahkamligini oshiradi.Soi va ommaviy fitfets orasini tanlash issiq atributlarga qarshi ishlash samaradorligini oshirishga, ehtimol, puxta tozalik va koeffitsiyani sinashga moyilligini aks ettiradi.

Fimfet dasturlari

Trium-darvozabon inshootlari yordamida P-tipdagi prostistik kanallarning so'nggi yutuqlari, PMOS-ni saqlash bo'yicha prostisti P-tipdagi quduqni o'lchash bo'yicha PMOS tarqalishiga, ayniqsa 7nm va 5nta tugunlar uchun nomzodlarni va'da qilmoqda.

Amaliy yarimo'tkazgichlarni qayta ishlashda, Sub-90nm Cmos tugunlari bilan ishlaydigan muhandislar silikka va drenaj mintaqalarida kremniy-gerumum (sigir) tobora kengayib bormoqda.Ushbu yondashuv kanal mintaqasida birlashtiruvchi kuchni yaratadi, bu esa tashuvchi harakatchanlikni, ayniqsa P-tipidagi mosxonalarda.Biroq, qurilma o'lchamlari qisqartirilganligi sababli samarali kuchni saqlash qiyinlashadi.Hozirgi sokr-muhandislik uchun mavjud bo'lgan joy endi juda cheklangan.Fimfetni miniatsionlashtirish bo'yicha ishlaydigan muhandislar ko'pincha mexanik va tarkibiy cheklovlar tufayli jarimalarni kuchaytirishda yuqori harakatchanlikni saqlashda qiyinchiliklarga duch kelishadi.

Ushbu cheklovni hal qilish uchun yuqori darajadagi materiallarni kanalga to'g'ridan-to'g'ri integratsiyalash yanada jadal va amaliy echim sifatida paydo bo'ldi.Fin o'lchamlarini yanada pasaytirish yoki faqat S / D uptslarida siqilish o'rniga, o'lchamdagi katta harakatchanlik materiali hajmini pasaytirishni ta'minlaydigan kanalga yo'naltirilishi mumkin.

IMEM (Belgiya mikroelektronilik markazidagi ilmiy-tadqiqot guruhidan eng munosib Silikiya-Gerumum bufer qatlamlarida juda kuchli darvozabon kanallarini muvaffaqiyatli o'sgan ilmiy-tadqiqot guruhidan asosiy yutuq bo'ldi.Haqiqiy uydirmada, stromerum p-tipdagi figuralardagi joriy diplom imkoniyatlarini yaxshiroq hissa bo'ladigan yuqori teshikka egalik qiladi.Bundan tashqari, cheklash jarayonidan foydalanish epitaxial o'sishdan keyin, uni silikon jarayonlariga moslashtirish va yaxlit integratsiyani osonlashtirishga imkon beradi.

Ushbu qurilmalardan o'lchanadigan natijalar ularning samaradorligini ta'kidlaydi.Silikon-gerumum tamponiga o'rnatilgan tipiy bo'lgan nemis p-kanalini 1,3 ms / mkm durustraturasi uchun 1,3 metr / mkmning cho'qqisiga ko'tarishga yordam beradi.Ushbu qiymat bo'shashgan nemis kanalidan foydalanib, fitfetsdan ancha yuqori.Bundan tashqari, darvoza uzunligi 60nmgacha qisqarishi mumkin, ular kuchli kanalli boshqaruvni saqlab qolishadi.Qurilmalar, shuningdek, yaxshilangan kommutatsiyani yaxshilash va elektrotatik yaxlitlikni aks ettiruvchi quyma ostonaviy ustunli qiyalikni namoyish etadi.

An'anaviy tranzistorlar ustidan fitfetning afzalliklari

Kengaytirilgan darvoza nazorati va energiya samaradorligi

Frekpets, ularning o'ziga xos 3D arxitekturasi bilan, planar tranzistorlarga nisbatan ko'plab afzalliklarga ega.Innovatsion dizaynda kuchli darvozani engillashtirish, doping kanalining engil kanalini doping va transport vositasini oshirib yuborish.Kengaytirilgan eshigi nazorati qalinroq darvoza oksidlaridan foydalanishga imkon beradi, darvoza oqib chiqishi va ajoyib energiya tejashni rivojlantirishga imkon beradi.Bunday yutuqlar texnologik dunyo energiyani tejash uchun xiyonat qilish kabi sezilarli darajada rezonanslashadi.Zamonaviy Microchip ishlab chiqarishning kapitallashtirilgan kapitallarning amaldagi ishlov berishi, suyuqlik o'tishi va rivojlanayotgan ishlab chiqarish usullarini ta'minlash.

Sahifalarning tarqalishi va integratsiyasi

Sahifalarning tarqalishining diqqatga sazovorini kamaytirish yuqori ko'rsatkichli, kam quvvatli qurilmalarning uydirmalarini ishlab chiqarishga ruxsat berish, ajralib turadi.FakeFetsning ushbu xususiyati mikrochip ishlab chiqarishda qo'pol to'siqlarni kuchaytiradi, bu erda neftni boshqarish qurilma ishonchliligi va funktsional imkoniyatlarga ega bo'lish uchun fundamental hisoblanadi.Natijada, fitfetlar obro ', tarqalgan aniqlik va oqilona boshqarishning ishonchliligini ta'minlaydi.Ularning CMOS jarayonlariga kiritilgan ishlov berish ularning yarimo'tazlik prognozlarini nazarda tutadigan yangi dizayn paradiglarini taklif qiladi.

Fimfet texnologiyasidagi joriy yangiliklar va kelajakdagi o'zgarishlar

Intelning fitfetlari tomonidan 22 sentyabrda fitfetsiyalarning debyutidan beri, saxota gerumumida p-tipdagi dopingni optimallashtirishga qaratilgan samaralashish uchun p-tipdagi dopingni optimallashtirishga qaratilgan.Zamonaviy fitfetetlar 5nmdan past bosh tugunlarga sho'ng'iydi, katta va elektrotatik foirning og'irligi bilan katta va elektrotatik fitna bilan bog'liq.Tranzisterlar kabi paydo bo'lgan dizaynlar (Gaa) tranzistorlar kanalni boshqarishni ta'minlab, katta hajmdagi nazoratni ta'minlashda va'da berishadi.Ushbu dizaynlar to'plangan nanoflek yoki Nanokiralardan kelajakda ishlaydigan tugunlarga yo'l ochish paytida ko'plab mavjud cheklovlarga murojaat qilib, ko'p sonli cheklovlarni ko'rsatadi.

Transtistor miniatyodlashtirishdagi muammolar

Tarix davomida finalda tranzistor o'lchamlarini qisqartirish tez-tez yaxshiroq kuch, ishlash, maydon va xarajatlar (PPAC) komandalarni ta'minladi.Biroq, NanOkale Hormda bu yutuqlar behuda ketmoqda.Fimfet o'lchamlari joriy diskni cheklaydi va nazoratni cheklaydi, samaradorlik va ishlashni ta'minlash uchun innovatsion strategiyalarni talab qiladi.Gaa inshootlari getvingni optimallashtirishni optimallashtirish, shuningdek, uydirma va moddiy qiyinchiliklarni joriy etish imkoniyatlarini aks ettirishi mumkin.Haqiqiy dunyodagi uydirma tajribasi shuni ko'rsatadiki, aniqlik va yangi moddiy integratsiya ko'pincha muvaffaqiyat natijalarini shakllantiradi.

Finlardan Nanoshekoga o'tish

Gaa qurilmalar kanalini butunlay eshik bilan o'rab turgan vertikal ravishda to'plangan nayranglardan foydalanadi.Ushbu tadbir bir nechta to'plangan jarimaga ishonmasdan joriy nazorat va ishlashni kuchaytiradi.Nanosheet-ning kontrisidagi ish stoliga rioya qilish uchun moddiy fanlar va jarayon texnologiyasida taraqqiyotga chaqiradi.Masalan, amaliy dasturlar Nanusheet Stacking ma'lum bir maqsadlar bilan tanishish uchun ehtiyotkorlik bilan sozlash, ushbu sohada davom etayotgan innovatsiyalarning mohiyatini ta'kidlashni talab qiladi.

Navigatsiyalash muammolari

Gaa tranzistorlarini yaratish, innovatsion jarayonlar va materiallarni talab qiladigan murakkab ko'p tarmoqlarni qurishni o'z ichiga oladi.Ishlab chiqaruvchilarni aniq, dielektsion integratsiyani va metall darvoza qo'shilishini o'z ichiga oladi.Kobalt, Rutenium va turli qotishmalar singari yangi metallar bo'yicha tadqiqotlar olib borilmoqda.Sanoat tushunishlari shuni ko'rsatadiki, ushbu o'lchamlarda gullab-yashnagan ko'pincha jiddiy jarayon va rivojlanishni ta'kidlab, jiddiy jarayonni boshqarish va moddiy muvofiqlikga bog'liq.

Universal gaa asrab olishga sazovor bo'lish

Gaa Technology, uning moslashuvchan va juda katta afzalliklari bilan mana shunday tugunlar va hisoblash moslamalari va aqlli tizimlarning yutuqlarini ilgari surish.Ushbu siljishlar tranzistor dizaynda sezilarli darajada muvaffaqiyatga erishmoqda, bu texnologiya va foydalanuvchilar tajribasi orqali potentsial ravishda transformatsion ta'sirni va'da qiladi.Ga trantistchilarining keng tarqalgan integratsiyasi sohaning yanada murakkab va noaniq dizaynlariga mos keladigan talablarning kuchayishi va samaradorligini oshirish uchun talablarning ortib borayotgan talablarini qondirishga tayyor bo'lgan sohaning tendentsiyasini namoyish etadi.

Tez-tez beriladigan savollar [FAQ]

1. Qanday qo'llanmalar tezda amalga oshiriladi?

Finfet texnologiyasi shaxsiy kompyuterlar, planshetlar, smartfonlar va hatto avtomobil tizimlari kabi turli xil elektron qurilmalarda o'z o'rnini topadi.Ushbu jarimalar ushbu murakkab mashinalarning kunduzi o'zaro ta'sir qiladigan murakkab ishlashi uchun juda muhim bo'lgan elektr imkoniyatlarini oshiradi.Sanoat asta-sekin jarimalar sari va kuchini optimallashtirishni tanlab, asta-sekin fitnalarga urildi.Muhandislar ayniqsa joriy drayverni rivojlantirish va texnologiyaning har doim o'zgaruvchan talablari bilan bog'liq bo'lgan darajada targ'ibot qilish qobiliyatiga ega.

2. Fitfets va miketlar o'rtasidagi tafovutlar qanday?

FitFets an'anaviy planafetlardan ajratib, konduce kanalini oshirib, darvozani faqat bittasini emas, balki uch tomonni boshqarish uchun eshikni boshqarish imkonini beradi.Ushbu o'ziga xos arxitektura ishlashni kuchaytirishda elektr tarmog'idan sezilarli darajada kamayadi.Ender-foydalanuvchilar uchun ushbu strukturaviy batareya zaryadini energiya tejaydigan va yuqori tezlikda va tezyurar texnologiyalar uchun mos keladigan darajada qayta ishlash imkoniyatlarida amalga oshiriladi.

3. Finfet texnologiyasining ahamiyatini nimada olib boradi?

Finfet texnologiyasi yuqori drayver oqimlarini qurilmani kattalashtirish, tezroq va yanada ko'proq ishlaydigan operatsiyalarni engillashtirish uchun yuqori disklar oqimlarini ta'minlash imkoniyatiga ega.Ushbu texnologik qadam oldinga siljishlar va kattalashtirish va oldindanlashishni yaxshilash uchun yarimo'tkazgichlar ishlab chiqarish uchun tasodifiy dopant kabi doimiy muammolarni hal qiladi.Ushbu yutuqlar ishlab chiqarishni rivojlantiradigan chiplar bilan shug'ullanayotgan chiplar, ishlab chiqaruvchi elektronikadan tortib to avtomobilsozlik tizimlariga ta'sir ko'rsatadigan juda murakkab dasturlarni qo'llab-quvvatlaydi, bu erda ishlab chiqaruvchi avtomobillar juda muhimdir.

4

Fimfetni rivojlantirishning innovatsion sayohati Kaliforniya universitetining Berkli universitetida odatiy guruh olib bordi.Bu jamoa, Chenming Xu, Tsu-Jae King-Liu va Jeffri Bokor Finga o'xshash dizayn bo'yicha ish bilan yarimo'tkazuvchilar bilan bog'liq yarimo'tkazgich texnologiyasiga ega.Ularning hissalari sanoat normalarini qayta tashkil etishda rivojlanib borayotgan taraqqiyotda akademik muhitni ta'kidlaydilar.

5. Fimfet texnologiyasidan tashqarida qanday yutuqlar yotadi?

Transtistorni oldinga qarab, Transtistor Finfetning buyrug'i va samaradorligini oshirish uchun eng to'liq kanalni taqdim etish usulini taqdim etadigan va tranzistor buyruq va samaradorlikni oshirish uchun eng to'liq kanalni taqdim etish usulini taqdim etadigan usul sifatida paydo bo'ladi.III-V Fimfets va vertikal nanovlar kabi qo'shimcha rivojlanayotgan texnologiyalar ham potentsialni ko'rsatmoqda.Ushbu kelajakdagi fokus qilingan yangiliklar yarimo'tkazgich domenini potentsial ravishda o'zgartirish, ta'sirini oshirish, energiya samaradorligini oshirish va ishlashni kuchaytirish uchun qiziqarli istiqbollarni taklif etadi.Ular yangi avlodning yangi avlodini shakllantirishga va'da berishadi, energiya, energiya tejaydigan qurilma ishlab chiqarish sohasida yangi imkoniyatlarni keltirib chiqaradi.