集成电路技术节点的缩放在90纳米制程之前一直提升器件性能和密度。然而，65纳米节点之后，由于栅氧化层厚度无法继续减薄（隧道效应导致的漏电流成为瓶] 4 h Q B C N颈），缩放只增加了密度，性能提升停滞。
平面晶体管的局限性：
MOSFET的驱动电流Id与沟道材料载g = 8 i流子迁移率、栅极介质介电常数K、栅氧化层厚度Tox、沟道宽度W和沟道长度L相关：Id∝(K/Tox)(W// x Q % X Q T % `L)。单纯缩小平面MOD I n Y m b v = ISFET的尺寸（W和L等比例减小），除非同时减小Tox，否则驱动电流无法提升。而减小Tox2 I 7 C又受限于漏电和击穿。
高k/金属栅极（HKMG）技术的应用：
为了突破Tox的限制，高k材料（如HfSiOxNy，K值约20，远高于SiO2的3.9）替代SiO2，显著增大K值，从而实现更薄的等效氧化层厚度(EOT)，提高驱动电流。HKMG技术在45纳米以下制程中应用，有效提升了性能，但最终仍受限] i t w于平面MOSFET结构本身。
FinFET{ 5 j 7 4 q B结构的优势：
与平面MOSFET的平面沟道不同，FinFET采用鳍状三维沟道结构，栅极从三个方向包围沟道。这带来了以下优势：
- 更大的沟道宽度：在相0 w h { 2 G [ 8 Y同硅面积下实现更大的沟道宽度，提升性能。增加鳍的高度可进一步扩大沟] ) V C l I 6 z道宽度。
- 减少短沟道效应：三维结构更M w { X 4 T好地控制沟道，降低短沟道效应，提升可靠性和性能。
- 更高的驱动电流：三面栅极结构更有效控制沟道，降低漏电，提高Id。
FinFETE / 5 x | / Z制造的挑战：
FinFET的制造也面临挑战：
- 蚀刻和清洗：高纵横比的鳍容易在蚀刻和清洗过程中坍x A D ] d !塌。
- STI填充：鳍间STI的无缺陷填充也十分困难。
总而言之，为了克服平面MOSFET的性能瓶颈，高k/金属栅极技术和FinFET结构先后被采用，但Fin# 8 q P lFET的制造工艺也带来了新的挑战。
以上就是从平面晶体管到FinFET的演变的详细内容！
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