原標(biāo)題：Nerissa Draeger博士：全包圍柵極結(jié)構(gòu)將取代FinFET

Nerissa Draeger博士確實(shí)提出了全包圍柵極（GAA）結(jié)構(gòu)將取代鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管（FinFET）的觀點(diǎn)。以下是對(duì)這一觀點(diǎn)及其背景信息的詳細(xì)分析：

一、FinFET的局限性

FinFET在22nm節(jié)點(diǎn)的首次商業(yè)化，為晶體管制造帶來(lái)了顛覆性變革。與之前的平面晶體管相比，F(xiàn)inFET通過(guò)“鰭”與柵極三面接觸形成的通道，使得通道更容易控制。然而，隨著技術(shù)進(jìn)步到3nm和5nm技術(shù)節(jié)點(diǎn)，F(xiàn)inFET面臨了諸多挑戰(zhàn)：

1. 驅(qū)動(dòng)電流受限：隨著CMOS設(shè)計(jì)的發(fā)展，標(biāo)準(zhǔn)單元的軌道高度不斷降低，導(dǎo)致“鰭”的尺寸受到限制?；?nm以下節(jié)點(diǎn)制造的單鰭器件將無(wú)法提供足夠的驅(qū)動(dòng)電流。

2. 短溝道效應(yīng)：雖然“鰭”的三面均受柵極控制，但仍有一側(cè)是不受控的。隨著柵極長(zhǎng)度的縮短，短溝道效應(yīng)變得更明顯，導(dǎo)致更多電流通過(guò)器件底部無(wú)接觸的部分泄露。

二、全包圍柵極（GAA）結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)

全包圍柵極結(jié)構(gòu)是一種經(jīng)過(guò)改良的晶體管結(jié)構(gòu)，其中通道的所有面都與柵極接觸。這種結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)勢(shì)：

1. 易于控制：GAA晶體管的通道更容易控制，因?yàn)樗忻娑寂c柵極接觸。

2. 載流能力強(qiáng)：與FinFET相比，GAA晶體管只需多垂直堆疊幾個(gè)納米薄片并讓柵極包裹通道，就能夠獲得更強(qiáng)的載流能力。

3. 連續(xù)縮放：GAA結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)縮放，只需縮放納米薄片就可以調(diào)整獲得滿(mǎn)足特定性能要求的晶體管尺寸。

三、GAA晶體管的制造挑戰(zhàn)

盡管GAA晶體管具有諸多優(yōu)勢(shì)，但其制造也面臨一些挑戰(zhàn)：

1. 結(jié)構(gòu)復(fù)雜性：制造GAA晶體管需要先用Si和SiGe外延層交替構(gòu)成超晶格，并作為納米薄片結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。之后需要將電介質(zhì)隔離層沉入內(nèi)部，并通過(guò)刻蝕去除通道的犧牲層。

2. 新材料需求：隨著技術(shù)進(jìn)步和特征尺寸持續(xù)降低，GAA晶體管可能需要使用新的金屬材料，如鈷、釕、鉬、鎳和各種合金。

四、GAA結(jié)構(gòu)取代FinFET的展望

根據(jù)Nerissa Draeger博士的觀點(diǎn)，GAA晶體管終將取代FinFET。GAA結(jié)構(gòu)應(yīng)該能夠適用于當(dāng)前已經(jīng)納入規(guī)劃的所有先進(jìn)工藝節(jié)點(diǎn)。隨著技術(shù)進(jìn)步和制造工藝的改進(jìn)，GAA晶體管將逐漸克服其制造挑戰(zhàn)，并在未來(lái)成為主流晶體管結(jié)構(gòu)。

綜上所述，Nerissa Draeger博士提出的全包圍柵極結(jié)構(gòu)將取代FinFET的觀點(diǎn)是基于FinFET在先進(jìn)工藝節(jié)點(diǎn)面臨的局限性和GAA結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)。隨著技術(shù)進(jìn)步和制造工藝的改進(jìn)，GAA晶體管有望在未來(lái)成為主流晶體管結(jié)構(gòu)。