Документы, фотографии и видео, аудио файлы, электронные таблицы и графика; есть все виды сложных форм цифровой информации храниться и передаваться между компьютерами и смартфонами в повседневной жизни. Однако основой как всей цифровой информации выражается это на самом деле очень просто; двоичной системы счисления, в которой используются только два символа, ‘0’ и ‘1’.
Транзистор-это полупроводниковое устройство, используемое для преобразования цифровой информации, закодированной в двоичной системе в электрические сигналы. Транзистор состоит из «канала», в котором электрический ток течет от источника полупроводника и его процедить и ворота для управления электрическим током путешествия по каналу. Ворота генерирует двоичную систему данные путем усиливать электрические сигналы, а также работать в качестве выключателя. Из-за этого транзистора является, по сути, основной элемент полупроводникового кристалла.
Все цифровые данные, будь то в виде документов, фотографий или видео, на самом деле состоят из двоичной системы счисления, в которой используются только два символа, ‘0’ и ‘1’.
Для того, чтобы увеличить количество полупроводниковые чипы, установленные на ограниченной поверхности кремния (si) подложке, размер каждого полупроводникового чипа, естественно, должен быть уменьшен. Кроме того, для того чтобы соответствовать более новые и сложные функции в каждую обломока полупроводника, очень простой транзисторный элемент должен стать меньше и расход энергии должны быть сведены к минимуму, чтобы обеспечить максимально возможный срок службы батареи, а также снижение тепловых и электрических зарядов. Поскольку потребление электроэнергии зависит от рабочего напряжения, транзисторы были разработаны таким образом, чтобы уменьшить рабочее напряжение. Поэтому история полупроводника является синонимом истории создания транзисторов, которые меньше, быстрее и потреблять меньше электроэнергии.
История развития полупроводниковой ассоциируется с историей создания транзисторов, которые меньше, быстрее и потреблять меньше электроэнергии. Слева, плоскостной транзистор, полностью разряженных (Фин) транзистора, и транзистор ГАА
Наиболее широко используется транзистор в текущем полупроводниковой промышленности-металл-оксид-полупроводник (МОП). Он состоит из металлического электрода, оксидный диэлектрик и полупроводник канала. Первый транзистор был планарной архитектуры и был построен таким образом, что ворота и канал контакт на одной плоскости. Но, как транзисторы становятся все меньше, расстояние между источником и стоком становится все меньше, что делает его трудным для транзистор для работы в качестве переключателя. Это называется ‘короткие-канальный эффект, и наряду с ограничение снижения напряжения, это означает, что плоскостные транзисторы могут быть применены только к 20 или выше нанометра узлы (или поколений)1.
Для того, чтобы преодолеть короткий-канальный эффект, полностью обедненного транзистора возникла как новое поколение транзисторов. Этот транзистор используется тонкий кремния (si) канала, чтобы избежать короткого канала эффект за счет улучшения способности строба для того чтобы отрегулировать канал. Его структура формата эволюционировал из обычного транзистора (ворота на канале плоскость) чтобы стать тонкой, прочной структуры с прямоугольным каналом, который находится в зацеплении с воротами с трех сторон. Как это тонко, стоя канале чем-то напоминает рыбий спинной плавник, его также называют ‘фин транзистора’. Samsung производит фин транзисторов в диапазоне размеров, начиная с только 14 нанометров.
В то время как плоскостной транзистор только позволяет канал и ворота для контакта в одной плоскости, а ребра транзистор имеет 3-х мерную структуру, что позволяет трем сторонам русла (за исключением его нижней части), чтобы вступить в контакт с воротами. Это расширение контактов с воротами повышает производительность полупроводников, а также усиливается сокращение рабочего напряжения, решения проблем, вызванных короткого канала эффект.
Тем не менее, фин транзистор сталкивается с ограничениями через несколько поколений разработок и технологических переходов. В настоящее время в полупроводниковой промышленности все чаще требуя транзисторов, которые могут снизить рабочее напряжение еще больше. Несмотря на фин транзистора 3-мерную структуру, что только три из четырех сторон находятся в контакте с воротами становится ограничением, так как транзисторы себя продолжать прогрессировать и впоследствии становятся меньше.
Эволюция полупроводниковых транзисторов
Для того, чтобы смягчить ограничения существующих решений транзисторов, Samsung разработал новую структуру, ворота-все вокруг (ГАА). Как следует из названия, ГАА-это структура, которая максимизирует руслорегулирующих Гейтса функция, как и все каналы, включая четвертую снизу, покрыты ворота. Ворота обеспечивают 360-градусный охват всей площади канала, чтобы устранить короткое-канальный эффект, в результате чего в дальнейшем снижении рабочего напряжения.
Типичный ГАА транзистора принимает форму тонкие и длинные нанопроволоки2. Однако, должен быть как можно шире, чтобы позволить большое количество ток через его канал, и малого диаметра нанопроволоки делает получение этого высшего тока сложно. Чтобы преодолеть это, Samsung создали и запатентовали собственные MBCFET™ (Multi-моста канала полевого транзистора), оптимизированной версией транзистор ГАА. В MBCFET™ увеличивает местах, которые входят в контакт с воротами, выровняв провода-формируются структуры каналов как 2-мерный nanosheets, что упрощает интеграцию устройства, а также увеличения электрического тока. MBCFET™ Samsung является низким транзисторной структуры в том, что она включает не только средства для смягчения короткого канала эффект благодаря структуре ГАА, но оно также увеличивает производительность за счет расширения канала.
По сравнению с существующими 7-нанометровой технологии фин транзистора процесса, MBCFET™ снижает энергопотребление на 50%, повышает производительность на 30%, и уменьшает площадь, что транзистор занимает на 45%.
Развитие ГАА транзисторы, равносильно промышленная революция полупроводниковых технологий, такой сложный процесс, что Samsung-единственная компания в настоящее время предлагает план будущей поставки. Кроме того, успешное создание MBCFET™ свидетельствует о глобальной отрасли Samsung по техническим достижениям. В нем заложена основа для превращения в полупроводниковой промышленности, который был установлен в кабинке на 4-нанометрового масштаба, наряду с предоставлением основных технологий, необходимых для достижения четвертой промышленной революции.
С этим последним лидирующая на рынке разработка, Samsung прокладывает путь для будущего промышленности, благодаря совместного подхода и новаторских технологий.
Как инженер полупроводников, работающих в отрасли, которая вступает в эпоху преобразований, вызванных новыми технологиями, я очень взволнован, чтобы видеть, что будет в будущем.
1нанометр-это единица измерения для полупроводников. 1 нанометр-это одна миллиардная метра.
2ультра-крошечные линии, которая имеет один нанометр в разделе диаметра
