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芯片中三种CMOS工艺的发展你知道吗

随着芯片工艺的不断发展,芯片已经逐渐由平面结构过渡向三维结构。据本人所知,目前存在的三种CMOS制造工艺大体分为三种:

  1. Planner FET(平面结构)

  2. FinFet(鱼鳍结构)

  3. GAAFET(全环绕结构

在一开始,几乎所有芯片均采用平面结构的CMOS,如下图所示:

Planner FET(平面结构)

但是在实际应用中 平面结构 的FET存在一定的静态电流,这会导致芯片有些许的静态功耗,后面我的台湾同胞为了减少芯片的静态功耗,发明了鱼鳍结构的Fin FET如下图所示:

FinFet(鱼鳍结构)

在上图中,绿色的部分为控制极栅极,当灰色的沟道和绿色的控制极接触面积更大时,就会使得MOS管关断后的静态电流更小,这就是FinFet拥有更小的静态功耗的原因,当然这样做的缺点就是实现难度很大,尤其在纳米级别的制造中,这是很难的。近几年,韩国的三星公司在此基础上更进一步,发明了全环绕结构的MOS结构,如下图所示:

GAAFET(全环绕结构

通过上图可以看到,灰色的沟道被控制极栅极全面包裹,这就使得其具有更小的静态电流,更小的静态功耗使得相同体积与功耗小,芯片能够容纳更多的晶体管,芯片的功能会更强。

综上所述,我们可以看到随着芯片制造工艺的逐渐发展,已经进化出三种以上不同的芯片制造工艺,随着工艺的发展,可以达到更好的性能,但是工艺的复杂度也逐步攀升,三种工艺的发展如下图所示:

planner->FinFet->GAAFET

在这篇短文中我介绍了,芯片制造过程中的三种主要的工艺,有可能随着时间的发展已经诞生出了更多更好的工艺,如果您觉得本片短文还可以的话欢迎点赞分享收藏。

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