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FinFET器件结构发展综述
2021年电子技术应用第1期
熊 倩1，马 奎1，2，杨发顺1，2
1.贵州大学 大数据与信息工程学院，贵州 贵阳550025； 2.开云棋牌官网在线客服功率器件可靠性教育部工程研究中心，贵州 贵阳550025
摘要：随着集成电路技术日新月异的发展，器件尺寸不断缩小，当场效应晶体管沟道缩短至22 nm以后，传统平面场效应晶体管不再满足发展的需求。FinFET是一种新型的三维器件，由于良好的性能目前被广泛研究应用。主要介绍了FinFET器件的基础结构以及基础工艺流程，以及在基础结构上所发展起来的一些改良后的FinFET器件结构。最后结合实际对未来FinFET器件结构的发展寄予展望。
中图分类号：TN386
文献标识码：A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200512
中文引用格式：熊倩，马奎，杨发顺. FinFET器件结构发展综述[J].电子技术应用，2021，47(1)：21-27.
英文引用格式：Xiong Qian，Ma Kui，Yang Fashun. Overview of FinFET device structure development[J]. Application of Electronic Technique，2021，47(1)：21-27.
Overview of FinFET device structure development
Xiong Qian1，Ma Kui1，2，Yang Fashun1，2
1.College of Big Data and Information Engineering，Guizhou University，Guiyang 550025，Chnia； 2.Semiconductor Power Device Reliability Engineering Research Center of Ministry of Education，Guiyang 550025，China
Abstract：With the rapid development of integrated circuit technology, the size of devices continues to shrink. When the channel of the field effect transistor is shortened to 22 nm, the traditional planar field effect transistor no longer meets the development needs. FinFET is a new type of three-dimensional device, which is currently widely researched and applied due to its good performance. It mainly introduces the basic structure and basic process flow of FinFET devices, as well as some improved FinFET device structures developed on the basic structure. Finally, combined with the reality, the future development of FinFET device structure is expected.
Key words :field effect transistor；FinFET；device structure；process

0 引言

晶体管最重要的性能是控制电流的开断，当晶体管的沟道缩短到一定程度时，晶体管的沟道电流很难关紧。原因是内部电场的互相干扰导致栅极的电场不能发挥作用，因此会关不断，从而形成泄漏电流。传统的平面场效应(Metal Oxide Semiconductor，MOS)管由于受到短沟道效应[1-2]的作用而不能再有效地控制电流，从而产生三维鳍式场效应晶体管(Fin Field-Effect Transistor，FinFET)器件[3]。FinFET是加州大学伯克利分校的胡正明的教授发明的，主要有两种，分别是1999年发布的基于立体型结构的FinFET晶体管技术，2000年发布的全耗尽型绝缘衬底上的硅(Fully Depleted Silicon On Insulator，FOI)晶体管技术[4]。在FinFET的架构中，闸门呈类似鱼鳍的叉状3D架构，可于电路的两侧控制电路的接通与断开。FinFET技术的应用是在被发明的十年后，首先推出FinFET应用的是Intel，在22 nm工艺节点时传统技术已经无法满足沟道缩短的进一步发展。2013年Intel推出了第一代22 nm FinFET工艺，该工艺是采用体硅FinFET结构。2014年后Intel发布了14 nm FinFET技术，采用的也是体硅FinFET。随后各大厂商如格罗方德、三星、台积电等也开始转进到FinFET工艺当中[5]。

本文首先梳理了体硅FinFET和SOI FinFET的结构形式以及部分被应用较广泛结构的工艺，以及在体硅和SOI技术上发展起来的其他结构形式。着重总结了各种新型FinFET形式的结构特点，最后对FinFET器件具有更好性能的结构形式的未来工作进行展望。




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作者信息:

熊 倩1，马 奎1，2，杨发顺1，2

(1.贵州大学 大数据与信息工程学院，贵州 贵阳550025；

2.开云棋牌官网在线客服功率器件可靠性教育部工程研究中心，贵州 贵阳550025)

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