finFETを鏈燙リニュ〖アルに
16/14nm笆慣のFinFETは、妨覺、サイズ、ピッチ、亨瘟、瀾隴プロセスから斧木すことになりそうだ。このトランジスタはIntelの22nmノ〖ドのプロセッサHaswellから蝗われたが、その變墓では貉まないようだ。Semiconductor Engineeringがレポ〖トする。
媽1坤洛のfinFETでは、フィンはそれほど光くなく、們燙妨覺は駱妨に奪かった。媽2坤洛になると、フィンはより光く、より泅くなり、その們燙妨覺は墓數妨になる。このようにすることでトランジスタの額瓢墻蝸が籠すとともに、3數羹からの鄂順霖によりリ〖ク排萎が絡きく負ることになる。
とはいえ、この菇隴を侯ることは詞帽ではない。finFETのフィンを料り木すことは豈しくコストもかかる。肋紛と瀾隴においてはトレ〖ドオフの掘鳳が眶驢くある。部檬超にも畔る供鎳眶が籠えるため、この供鎳はフィンエンジニアリングと鈣ばれている。
フィンエンジニアリングがfinFET礁姥攙烯プロセスのカギとなる。GlobalFoundriesの黎眉禱窖ア〖キテクチャ嬸嚏フェロ〖のSrinivas Banna會によると、≈フィンエンジニアリングは腳妥になるが、詞帽にできる條ではない。サイズは井さくなるうえに、スペ〖サやソ〖ス/ドレイン菇隴といった、いろいろなエレメントを礁姥しなくてはならない。啼瑪は、これらのエレメントをどのようにして低め哈み、より光い拉墻を評るか、である∽。
ただ、啼瑪は、湯らかにフィンエンジニアリングだけではない。16/14nm笆慣のfinFETのフィンの光さや泅さをどの鎳刨にすべきなのか々どうなりそうなのか々finFETの絡きな里維の面でこれらはいったいどのような罷蹋を積つのか々
フィンエンジニアリング
眶澆鉗に畔り、染瞥攣緩度はプレ〖ナ房のトランジスタを肋紛してきた。しかし、この禱窖は20nmになると沒チャンネル跟蔡のため、さすがに漏磊れしてきた。海、finFET禱窖に羹かい幌めた。この禱窖では、フィンの3燙を網脫したゲ〖トで排萎を擴告する。
辦忍に、finFETには票じ菇隴で2つあるいは4つのフィンがある。フィンピッチは、ピンの升とフィン粗の粗持を圭紛したもの。染瞥攣メ〖カ〖は、プロセスノ〖ドごとにフィンピッチを2/3に教井してきた。リソグラフィプロセスがフィンピッチを瘋めている。
辦數、稱フィンには升と光さ、妨覺がある。このフィンはデポジションやエッチングなどの供鎳を沸て侯られる。もちろん、ゲ〖トにはいろいろな潑拉の面でもゲ〖ト墓という腳妥な潰恕がある。
1改のfinFET瀾隴供鎳では、答饒はいろいろなリソグラフィ供鎳をまず奶る。潑にスペ〖サ供鎳のパタ〖ニングが澀妥だ。この供鎳では、スペ〖サのような菇隴を答饒懼にパタ〖ニングし、その稿、これらの菇隴の粗をエッチングによって、答饒に庫木數羹に僥の孤を磊り叫し、これによってフィンを妨喇する。≈その稿、エッチングのレシピを恃え、箋闖テ〖パ〖をつける。これはSTI∈栗いトレンチ尸違∷そのもので、そのトップがフィンになる。このプロセスはフィンとSTIを1攙で侯る。これはプレ〖ナでは蝗われなかった數恕で、この嬸尸では警し詞帽になった∽とLam Researchのフェロ〖であるReza Arghavani會は揭べている。
この稿、デポジションでその粗持を煥步遂で雖める。山燙のトップを士たんになるように甫酸し、デバイスに孤を燒けるためのエッチングを乖う。呵稿にゲ〖ト煥步遂を孿姥、ゲ〖トを妨喇する。
湯らかに、フロ〖は恃わってきた。パタ〖ニングとエッチングが呵も豈しいプロセスになっている。≈眶澆帛改もあるトランジスタの∈フィン升∷を擴告しなければならない。フィンの光さも、STIの光さも擴告する澀妥がある∽とArghavani會は揭べている。
コストも裁わる。禍悸、リソグラフィや戮のコストを苞脫しながら、Intelは14nmではウェ〖ハ鏈攣のコストは籠裁したと揭べている。≈プロセスはこれまで笆懼に剩花になり、もっと驢くの供鎳が澀妥だ。しかし、帽疤燙姥碰たりのトランジスタ眶は2擒に籠えるなら、ウェ〖ハコストが光くなった尸を帝箭できるだろう∽とApplied Materialsトランジスタ禱窖グル〖プのシニアディレクタであるAdam Brand會は揭べている。
こういった啼瑪にもかかわらず、Intelは2011鉗に坤腸呵介のfinFETプロセスを惟ち懼げた。22nmプロセス∈ダブルパタ〖ニングを蝗わない呵稿のノ〖ド∷で幌めたIntelはこの媽辦坤洛のfinFETは駱妨の妨覺をしていた。この禱窖は、フィンピッチ60nm、フィン光さは34nm、フィン升は13nmだった。
呵奪Intelは14nmノ〖ドという媽2坤洛のfinFET禱窖を惟ち懼げた。フィンのピッチと光さはともに42nm、フィン升は8nmと斧られている。≈∈より光くより泅いフィンは、∷瑯排潑拉を猖簾する。さらに腳妥なことだが、你排暗の拉墻が懼がるだろう。你排暗でのバラつきが嬸尸弄に布がるからだ∽とIntelプロセスア〖キテクチャと礁姥步のシニアフェロ〖敷ディレクタのMark Bohr會は咐う。
Intelは14nmでフィンの妨覺を墓數妨タイプに恃えた。駱妨だとド〖パントの稍姐濕腔刨を懼げなければならないからだ。≈どの眷圭でも、木俐覺のフィンの數が駱妨覺よりも拉墻は紊くなる。妄統は瑯排潑拉のためであり、サブスレッショルド排萎の飯きも猖簾する∽とLam ResearchのArghavani會は揭べる。
辦數、IBMとTSMC、GlobalFoundries-Samsungチ〖ムは16/14nmで介めてfinFET禱窖を惟ち懼げている∈GlobalFoundriesはSamsungから14nmfinFET禱窖でライセンス丁涂を減けた∷。これらのメ〖カ〖はfinFET菇隴の賴澄な潰恕を湯らかにしていないが、辦忍弄なトレンドは湯らかで、より光く、より泅く、より木俐弄に、である。
度腸の辦忍弄なトレンドとして、GFのBanna會は、泅い數がメリットは驢いと揭べている。≈泅い數がオフ箕のリ〖ク排萎を擴告しやすくなる。トップのフィンと攆のフィンがよりゲ〖トに奪づくからである。チャンネルの擴告拉は紊くなり、よりシャ〖プにオン/オフ擴告ができる。つまりサブスレッショルド排萎の飯夾が締になり、リ〖ク排萎を負らせる∽とBanna會は咐う。
フィンの光さに簇する啼瑪はもっと剩花になる。悸狠、チップメ〖カ〖が辦つのICを肋紛する眷圭、ト〖タルのトランジスタのフィンの光さを瘋める條だが、肋紛莢はフィンを光くしたい。しかし、悸脫弄には啼瑪が驢い。もちろん、フィンの光さはデザインル〖ルに答づいて瘋めなければならない。しかもフィンが光い數が大欄推翁も光くなる。
だからIC肋紛莢はトレ〖ドオフを雇えなければならない。スケ〖リングに驕ってフィンピッチを辦刨瘋めたなら、謄回す瀾墑のフィンの光さも瘋まる。≈しかしフィンをそれよりも光くするなら、大欄推翁に灤して額瓢排萎がどの鎳刨猖簾するかの充圭を斧て、呵努な光さを滇めなければならない∽とBanna會は胳る。
毋えば、Intelのプロセッサは額瓢排萎を懼げる飯羹がある。≈票辦Vddで光い排萎のデバイスを滇めている。だからフィンは光くなりがちで、フィン粗が奪くなる。フィン票晃が奪くなると大欄推翁は懼がってしまう∽と票會は咐う。
プロセスフロ〖のトレ〖ドオフもある。AppliedのBrand會は、≈フィンは光い數が紊いとは澀ずしも咐えない。もちろん攙烯肋紛莢にとっては光い數が紊い。しかしプロセス婁からいえば、光い數が瀾隴は豈しくなる。エッチング供鎳とギャップ雖め哈み供鎳が豈しくなるという爬でトレ〖ドオフが澀妥だ∽と揭べている。
肌は部か々
フィン欄緩禱窖の數羹は、16/14nmノ〖ドではわかってきたが、10nm笆慣はどうか。フィンはもっと光く、フィン粗はもっと奪づくだろう。フィンのトレンドは企つに尸かれるかもしれない。もっと光くするか、光さを拜積するか、だ。
海の疥、度腸の數羹は辦つに故られている。フィンを拜積し、チャンネル亨瘟を恃える、という數羹だ。禍悸、10nmや7nmノ〖ドでは、pMOSトランジスタをGeに恃えようとしている。このように染瞥攣メ〖カ〖は、拉墻を懼げる辦數で、大欄推翁の籠裁を司んでいない。≈だから、肋紛が釣推する嘎りフィンを光くするが、なぜシリコン笆嘲の亨瘟を瞥掐するのか、その條は排灰と賴功の敗瓢刨を懼げたいからだ。これが10nmあるいは7nmの肌のノ〖ドのトレンドである∽とLamのArghavani會は揭べる。
戮のメ〖カ〖も票罷する。≈ゲ〖ト潰恕をスケ〖リングするためにはフィンを豆くしたくなる。フィンの升に簇しては、まず10nmについてディスカッションし、6nmか7nmについて的俠しよう。光いフィンはTEM懼でよく斧えるかもしれないが、フィンを光くする澀妥があるのか、わからない。それよりも久銳排蝸泰刨の數に簇看がある。塑碰に排萎を布げられるかどうか∽とIBMのシニア禱窖スタッフのTerry Hook會は揭べる。
辦數、附哼のロ〖ドマップに答づき、染瞥攣メ〖カ〖は、Siベ〖スのfinFETを10nmに腮嘿步している。しかし、7nmでは度腸は企つの數羹に羹かうだろう。辦つは、海泣のfinFETでは10nmでガス風になるという雇えだ。7nmでは糠菇隴のトランジスタの瞥掐を夸渴している。
もう辦つの雇えは、海泣のfinFETを7nmまでスケ〖リングすることだ。このシナリオでは、チップメ〖カ〖は、10nmノ〖ドにおけるフィンの升を8nmから7nmノ〖ドでは5nmへと教井すると斧ている。≈度腸は、フィン升5nmまでは紊攻な潑拉を評てきた。しかし啼瑪は、紊攻なラインのエッジラフネスとスム〖スを積ったフィンを妨喇できるか、である∽とSematechのプロセス、亨瘟、ESH嬸嚏のプログラムマネジャ〖のChris Hobbs會は咐う。
しかし、啼瑪はこれまで斧てきたように、7nmではどれほど光いフィンが評られるか、だ。≈それを咐うことは箕袋景玲だが、これは呵努步啼瑪であり、それによって評られる澀妥な額瓢排萎とデバイスの拉墻を斧る澀妥がある∽と票會は咐う。
さらに雇胃しなければならないこともある。≈もちろん、嘎腸は悸狠のプロセスの啼瑪と擴告拉、そして端泅チャンネルの答塑弄なデバイスの啼瑪にかかっている。この啼瑪には、風促や敗瓢刨のロス、アクセス鳥鉤の籠裁がある。フィンを光くすると、FEOLの大欄推翁という司ましくない啼瑪もある∽とIMECのロジックプログラムのディレクタ、Aaron Thean會は揭べる。
では、10nm笆慣で度腸はどの鎳刨フィンを斧木そうとしているのだろうか。批えはもう辦つの啼瑪とも晚む。度腸はいつまでfinFETを變墓しようとしているのか、である。finFETは5nmで噬に仆き碰たるだろう。8nmから5nmへ乖くことは材墻だ。やはりフィンの升を負らし、ゲ〖ト墓を沒教する蘋を渴むことになる。しかし、5nmでは、シミュレ〖ションによると、翁灰蝸池弄な誓じ哈め跟蔡が山れ幌め、チャンネル柒のキャリヤの刁瓢を恃えることになる。こうなるとしきい猛が絡きく恃瓢する。5nm笆布では、デバイス擴告の啼瑪がやってくることを看芹しなければならない∽とAppliedのBrand會は咐う。
この爬で、肌坤洛トランジスタ禱窖が澀妥となる。チップメ〖カ〖はオプションをいくつか浮皮している。トランジスタを滇めて窗鏈に料り木すわけではないとしても、鏈く踏夢の妥燎がこれまで笆懼に掐ってくることは粗般いない、と度腸では茂もが咐う。
