芯片设计——CMOS模拟集成电路版图设计与验证:基于Cadence IC 6.1.7(第2版)
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1.3.2 实际中的结构选择

以上讨论揭示了FinFET必须保持无掺杂的原因。同时也解释了当鳍形长宽比小于2倍时,尤其在更大af值时,双栅FinFET仍然能提供与三栅FinFET相同Ion的原因。具有中等af时,由于三栅FinFET的Ion增加小于双栅器件的Ion增加,所以三栅器件在栅极版图面积效率方面的优势不明显。

体反型对于纳米级FinFET的特性和设计具有重要意义。首先,在双栅和三栅FinFET中,基于表面反型定义的Weff并不能合理地反映电流(电容)值。事实上,在三栅FinFET中,IonIoff远小于表面Weff的值。其次,对于中等大小的af值,顶层栅极并不是必需的。第三,由于体反型,相比于双栅FinFET,在三栅FinFET中,由Weff定义的栅极版图优势实际上要小得多。第四,量子化效应将进一步增强体反型效应。

此外,与三栅FinFET上的薄栅介质不同,具有厚顶层鳍片介质使得器件在工艺和架构方面具有更大的灵活性。例如,可以通过使用厚的顶部介质作为掩膜来蚀刻鳍片和分离栅极,并提供一定的保护。同时,在较高af的栅电极刻蚀器件过程中,厚的顶部介质也可以提供鳍片-漏/源区域的保护。因此,双栅FinFET是一种更优的结构。