FinFET
Nota: Para o transístor de efeito de campo em forma de barbatana, veja memória ferroelétrica com porta FeFET.
Um transistor de efeito de campo com aletas (do inglês fin field-effect transistor, ou FinFET) é um dispositivo de múltiplas portas, um MOSFET construído sobre um substrato onde a porta é colocada em dois, três ou quatro lados do canal, ou envolvendo o canal (gate-all-around), formando uma estrutura de porta dupla ou múltipla. Esses dispositivos receberam o nome genérico de "FinFETs" porque a região de fonte/dreno forma barbatanas (fins) na superfície de silício. Os dispositivos FinFET exibem tempos de comutação significativamente mais rápidos e maior densidade de corrente do que a tecnologia CMOS planar convencional,[1] resultando em melhor desempenho e eficiência energética.
O FinFET é um tipo de transístor não planar, ou transístor "3D". É a base para a fabricação moderna de dispositivos semicondutores nanoeletrônicos. Microchips utilizando portas FinFET foram comercializados pela primeira vez na primeira metade da década de 2010 e tornaram-se o design de porta dominante nos nós de processo de 14 nm, 10 nm e 7 nm.
É comum que um único transístor FinFET contenha várias barbatanas, dispostas lado a lado e cobertas pela mesma porta, que atuam eletricamente como uma só. O número de barbatanas pode ser variado para ajustar a força de acionamento e o desempenho, com a força aumentando proporcionalmente ao número de barbatanas.
História
[editar | editar código]O conceito de um transístor de película fina (TFT) de porta dupla foi proposto por H. R. Farrah e R. F. Steinberg em 1967.[2] Um MOSFET de porta dupla foi posteriormente proposto por Toshihiro Sekigawa em 1980 em uma patente descrevendo o transístor planar XMOS. Sekigawa e Yutaka Hayashi demonstraram em 1984 que os efeitos de canal curto podem ser significativamente reduzidos ao "sanduichar" um dispositivo de silício sobre isolante (SOI) totalmente esgotado entre dois elétrodos de porta conectados entre si.[3]
O primeiro tipo de transístor FinFET foi chamado de transístor DELTA (depleted lean-channel transistor), fabricado pela primeira vez no Japão pelo Laboratório Central de Pesquisa da Hitachi em 1989. O termo "FinFET" foi cunhado em um artigo de dezembro de 2000 pela equipe de pesquisa liderada por Chenming Hu na Universidade da Califórnia em Berkeley.[4] Em 2020, Chenming Hu recebeu a Medalha de Honra IEEE pelo seu desenvolvimento do FinFET, creditado pelo IEEE por levar os transístores para a terceira dimensão e estender a Lei de Moore.
Comercialização
[editar | editar código]Em 2011, a Intel demonstrou transístores de porta tripla (tri-gate), onde a porta envolve o canal em três lados, permitindo maior eficiência energética e menor atraso de porta em relação aos transístores planares. As variantes tri-gate da Intel foram anunciadas para o nó de 22 nm em 2011 para sua microarquitetura Ivy Bridge.[5]
A partir de 2014, nos nós de 14 nm (ou 16 nm), as principais fundições (TSMC, Samsung, GlobalFoundries) passaram a utilizar designs FinFET. Em 2019, a Samsung anunciou planos para a produção comercial de um processo de 3 nm baseado em GAAFET (gate-all-around), a evolução seguinte ao FinFET.
Ver também
[editar | editar código]Referências
[editar | editar código]- ↑ Kamal Y. Kamal (2022). «The Silicon Age: Trends in Semiconductor Devices Industry». Journal of Engineering Science and Technology Review. 15 (1): 110–115. doi:10.25103/jestr.151.14
- ↑ H. R. Farrah; R. F. Steinberg (fevereiro de 1967). «Analysis of double-gate thin-film transistor». IEEE Transactions on Electron Devices
- ↑ J. P. Colinge (2008). FinFETs and Other Multi-Gate Transistors. [S.l.]: Springer Science & Business Media. ISBN 9780387717517
- ↑ Tsu-Jae King Liu (11 de junho de 2012). «FinFET: History, Fundamentals and Future». University of California, Berkeley. Cópia arquivada em 16 de agosto de 2025
- ↑ «Intel 22nm 3-D Tri-Gate Transistor Technology»
