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   FinFET稱(chēng)為鰭式場(chǎng)效晶體管 (FinField-EffectTransistor；FinFET)是一種新的互補(bǔ)式金氧半導(dǎo)體(CMOS)晶體管。閘長(zhǎng)已可小于25nm。該項(xiàng)技術(shù) 的發(fā)明人是加州大學(xué)伯克利分校的胡正明教授。Fin是魚(yú)鰭的意思，F(xiàn)inFET命名根據(jù)晶體管的形狀與魚(yú)鰭的相似性。

發(fā)明人

   該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)明人是加州大學(xué)伯克利分校的胡正明（ChenmingHu）教授。胡正明教授1968年在臺(tái)灣國(guó)立大學(xué)獲電子工程學(xué) 士學(xué)位，1970年和1973年在伯克利大學(xué)獲得電子工程與計(jì)算機(jī)科學(xué)碩士和博士學(xué)位。現(xiàn)為美國(guó)工程院院士。2000年憑借FinFET獲得美國(guó)國(guó)防部高 級(jí)研究項(xiàng)目局最杰出技術(shù)成就獎(jiǎng)（DARPA Most Outstanding Technical Accomplishment Award）。他研究的 BSIM模型已成為晶體管模型的唯一國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，培養(yǎng)了100多名學(xué)生，許多學(xué)生已經(jīng)成為這個(gè)領(lǐng)域的大牛，曾獲Berkeley的最高教學(xué)獎(jiǎng)；于 2001~2004年擔(dān)任臺(tái)積電的CTO。

工作原理

   FinFET閘長(zhǎng)已可小于25納米，未來(lái)預(yù)期可以進(jìn)一步縮小至9納米，約是人類(lèi)頭發(fā)寬度的1萬(wàn)分之1。由于在這種導(dǎo)體技術(shù)上的突破，未來(lái)芯片設(shè)計(jì)人員可 望能夠?qū)⒊?jí)計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)成只有指甲般大小。FinFET源自于傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的晶體管—場(chǎng)效晶體管(Field-Effect Transistor, FET)的 一項(xiàng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)。在傳統(tǒng)晶體管結(jié)構(gòu)中，控制電流通過(guò)的閘門(mén)，只能在閘門(mén)的一側(cè)控制電路的接通與斷開(kāi)，屬于平面的架構(gòu)。在FinFET的架構(gòu)中，閘門(mén)成類(lèi)似魚(yú)鰭的叉狀3D架構(gòu)，可于電路的兩側(cè)控制電路的接通與斷開(kāi)。這種設(shè)計(jì)可以大幅改善電路控制并減少漏電流(leakage)，也可以大幅縮短晶體管的閘長(zhǎng)。

發(fā)展?fàn)顟B(tài)

   在2011年初，英特爾公司推出了商業(yè)化的FinFET，使用在 其22納米節(jié)點(diǎn)的工藝上。從IntelCorei7-3770之后的22納米的處理器均使用了FinFET技術(shù)。由于FinFET具有功耗低，面積 小的優(yōu)點(diǎn)，臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司（TSMC）等主要半導(dǎo)體代工已經(jīng)開(kāi)始計(jì)劃推出自己的FinFET晶體管，為未來(lái)的移動(dòng)處理器等提供更快， 更省電的處理器。從2012年起，F(xiàn)inFET已經(jīng)開(kāi)始向20納米節(jié)點(diǎn)和14納米節(jié)點(diǎn)推進(jìn)。

FinFET和普通CMOS的區(qū)別

   CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor），互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體，電壓控制的一種放大器件。是組成CMOS數(shù)字集成電路的基本單元。

   在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，CMOS常指保存計(jì)算機(jī)基本啟動(dòng)信息（如日期、時(shí)間、啟動(dòng)設(shè)置等）的芯片。有時(shí)人們會(huì)把CMOS和BIOS混稱(chēng)，其實(shí)CMOS是主板上的一塊可讀寫(xiě)的RAM芯片，是用來(lái)保存BIOS的硬件配置和用戶對(duì)某些參數(shù)的設(shè)定。

   在今日，CMOS制造工藝也被應(yīng)用于制作數(shù)碼影像器材的感光元件，尤其是片幅規(guī)格較大的單反數(shù)碼相機(jī)。

SOI和體硅FinFET的比較

   本文比較了SOI和體硅FinFET器件在性能、加工工藝及其成本上的差異。如果要使SOI和體硅的FinFET器件具有相類(lèi)似的性能，體硅 FinFET器件的制備流程將更為復(fù)雜。在SOI晶圓上，氧化埋層隔離了分立的晶體管，而在體硅器件中，隔離作用則必須通過(guò)晶圓工藝來(lái)形成。我們將證明， 由于體硅FinFET工藝更為復(fù)雜，使得器件的差異性達(dá)到SOI的140%～160%，并會(huì)對(duì)制造和工藝控制產(chǎn)生嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。雖然SOI基片更為昂貴一 些，但更為復(fù)雜的體硅FinFET工藝成本的增加大體上已抵消了這部分開(kāi)銷(xiāo)，從而使得在大批量生產(chǎn)時(shí)其成本能與體硅工藝大體上相當(dāng)。

   當(dāng)半導(dǎo)體業(yè)界向22nm技術(shù)節(jié)點(diǎn)挺進(jìn)時(shí)，一些制造廠商已經(jīng)開(kāi)始考慮如何從平面CMOS晶體管向三維（3D）FinFET器件結(jié)構(gòu)的過(guò)渡問(wèn)題。與平面晶體 管相比，F(xiàn)inFET器件改進(jìn)了對(duì)溝道的控制，從而減小了短溝道效應(yīng)。平面晶體管的柵極位于溝道的正上方，而FinFET器件的柵極則是三面包圍著溝道， 能從兩邊來(lái)對(duì)溝道進(jìn)行靜電控制。

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