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» ブログ » インサイダーズ » j和田敦之の日櫃粒発現場から

|極のデバイスFINFETの実化がこの6月に始まった

次世代のロジックULSIにおいて躍するζ袷濃劼呂笋呂蠹田c効果型トランジスタをいたCMOSv路になるだろう。Nに匹發垢300億トランジスタからなる1チップLSI(参考@料1)は動作]度が科に]く、かつリーク電流が小さく消J電が抑えられて初めて可Δ澄Ivが考えるにこのW点を~するデバイスにR`するとMOSFETの先端を走るのがFINFETだ、と考えている。

後述するがFINFETは、その誕iからR`を集め祝福されて擇泙譴織妊丱ぅ垢澄YJにインテルやTSMCはそれぞれO社のFINFETの実化に向けた進tを発表している。Tech-On 2012Q6月15日の記(参考@料2)では、「2012 Symposium on VLSI Technology」のセッションにおいて、Intel社が22nm世代のCMOS\術を発表した、としている。1Q後には日経エレクトロニクス2013Q7月8日。併温憂@料3)は、DRAM混載SoCを2013 VLSIシンポジウムでインテルが紹介したと報じている。この報告では、混載メモリーが集積密度において垉邵嚢眞佑7.5Mビット/sq.mmを達成している。混載メモリーではFINFETの咾気発ァされている。この長線で6月にコードネームHaswell CPUが登場し、マイクロアーキテクチャが完成した。同社は様々な省電\術を導入して、Ultrabookやタブレット、最新のノートパソコンにも好適な設だ、としている。

k機TSMCはTech-On 2012Q12月6日 (参考@料4)のセミコンジャパンの記で16-10 nm世代のFINFETプロセスの提供時期を言した、との報告がある。同社 Vice PresidentのHou(人@、すべてw称S)が語った。それによれば、SoC向けのプロセス\術を使い2013Qには、立トランジスタFINFETに基づく16nm世代プロセスの提供を始めるとしている。k機東はそのホームページで「立構]トランジスタの3次元ひずみエンジニアリング\術」とのタイトルでその開発の進tをしている(参考@料5)。要に応じて量をt開するとのe勢だ。

FINFETのFinは、英語で「魚のひれ」のT味だが、sharks finスープでも使い、この@iはj変に親しみやすい。Finは薄く設条Pなどにもよるが、例えば10 nm度の厚さだ。]プロセスはカリフォルニアj学バークレイ鬚龍笈bであるChenming Huが発表している図(参考@料6)がわかりやすい。この例では、以下の図にすようにUTBSOI(Ultra Thin Body SOI)構]で作されている。


図1 Chenming Hu教bが提案したFINFET 出Z:Chenming Hu、University of California, Berkeley

図1 Chenming Hu教bが提案したFINFET 出Z:Chenming Hu、University of California, Berkeley


ゲート電極の下に絶縁膜屬FinがありFinの両端はソースSとドレインDが作られQ々電極につながる。図でウェーハはSOI(Silicon On Insulator)を使った例をしている。ただ、実化されているFINFETはバルク構]になっている。SOIはコスト高なので実には向かないCがある。FINFET性における最jの長は、オフ時のリーク電流が少ない点にあるのだが、来のMOSFETと比べその構]屮フ時の空層がほぼ完に遮されるのがその理yだ。

FINFETが最初に瑤蕕譴詒端になったのは1998Qサンフランシスコで開されたIEDMでの発表だ。講演vは久本j(Dai Hisamoto)である。久本は日立中研から櫂リフォルニアj学バークレイ(UC Berkley)に粒悗靴討い榛巴罎世辰拭UC Berkleyの笋ら見ると粒擇成果を出し、h読が厳しいIEDMにパスし、発表するのだから当ながら迎したのだ。だからFINFETを発したのはUC BerkleyであるとのスタンスをDっている。それを否定することはできない。実、UC Berkleyの貢献はjきい。殤Bから研|@金を引きだしたのだ。tち、の研|開発プログラムに登{しDARPA(Defense Advanced Research Projects Agency:国防総省高等研|業局)AMEプログラムの契約番N66001-97-1-8910をuて、お金をもらっている。もちろん、この議bには筆vの推bが入っているが、電子電気\術v協会の会誌IEEE Trans. Electron Deviceにはこのことがされている。ただ、IEDMb文の筆頭vは久本であり、発表したのも久本だから、中心になって研|に貢献したのは間違いなく久本なのだ。

k機我が国の材料科学\術振興財団は2011Qに兀蠶艟k賞をFINFETの発vにb与した。1998QUC Berkleyが誕iのアイデアの段階でこのデバイスを高くh価しDARPAに申个靴修мqをpけてIEDMで発表しFINFETの地位を不動のものにしたのと比べて、いかにもい。盜颪汎本との実の差はこんな形で現れた。

SRAMにおいては東、IBM、AMDは2008Qとやや古い情報だが、フィン形Xの立構]電c効果トランジスタをいた世c最小のSRAMセルを開発し、動作を確認したと発表している(参考@料7)。この場合は、セルにおいてビットデータ読み書きのためのスイッチとしてFINFETが使われるケースであり、FINFETは当DRAMやフラッシュメモリーでも使えるのだと思われる。

先の報告でもらかになったが、FINFETの実化には相当の時間が経圓靴討い襦5徊椶最初に発表してから今まで15Qの月日がたった。なぜだろうか?筆vが考えるに最初はウェーハがSOIであるため、コスト高にならざるをuなかった。それ故にFINFET量庀化はワンチップ屬謀觝椶垢襯肇薀鵐献好真瑤砲いて、もうk段の飛躍が要だったが、SOIを使わないバルク構]でのプロセス開発にに時間が要だったのではないかと考えている。

参考@料
1.300億トランジスタからなる1チップLSIはNに匹(2013/08/15)
2. [VLSI] Intel社が22nm世代FinFET\術を発表、j勢の聴講vが集まる、Tech-On(2012/06/15)
3. Intelが22nm世代のDRAM混載SoC\術を披露、日経エレクトロニクス、2013Q7月8日。p.39
4. [セミコン2012] TSMCが16~10nm世代のFinFETプロセスや3次元\術の提供時期を言、Tech-On(2012/12/06)
5. 立構]トランジスタの3次元ひずみエンジニアリング\術
6.  FinFET and other New Transistor Technologies
7. 東/IBM/AMD、世c最小の立構]トランジスタSRAMセルを開発


エイデム 代表D締役 j和田 敦之 (2013/12/24)

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