【フィンフェット】

FinFET とは?

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💡 ヒレ状の通り道を、複数の面から制御する

電流の通り道となる部分を、薄いヒレのように立ち上げた構造の電界効果トランジスタ。ゲートが複数の面からチャネルを制御することで、小さなトランジスタの電流を制御しやすくします。ヒレ状なのはゲートではなく、チャネルを作る部分です。

📌 このページのポイント
ヒレ状の通り道を、複数の面から制御平面型の例FinFETの例上側から制御上面+両側面平たい通り道ヒレ状の通り道チャネルの部分ゲートゲートとチャネルは、絶縁膜で隔てる
チャネルの断面とゲートの配置を示す模式図。形と制御する面の違いを示し、寸法や性能比は表しません。
ひよこ ひよこ
FinFETのフィンは、何がヒレなの?
ペンギン先生 ペンギン先生
電流の通り道になる部分を、薄い板のように立ち上げた形だよ。ゲートそのものをヒレにする、という意味ではないんだ。Finはヒレ、FETは電界効果トランジスタの略だね。
ひよこ ひよこ
平面のトランジスタと、何が違うの?
ペンギン先生 ペンギン先生
代表的な平面型では上側からチャネルを制御するのに対し、FinFETの代表的な構造ではフィンの上面と両側面をゲートが囲むよ。複数の面から電流を制御しやすくする考え方なんだ。
ひよこ ひよこ
小さくするときに、どう役立つの?
ペンギン先生 ペンギン先生
スイッチをオフにしたときの漏れ電流を抑えることや、低い電圧での動作に役立つよ。Intelの22nm Tri-Gateの資料でも、制御の改善を説明している。ただし、すべてのチップの消費電力が一律に半分になる、という法則ではないね。
ひよこ ひよこ
3nmなら、FinFETではないの?
ペンギン先生 ペンギン先生
nmで表す世代名と、トランジスタの構造を同じものと考えないことが大切だよ。例えばTSMCは3nmのN3をFinFETとして説明している。一方、Samsungは2022年の3nm技術でGAAの採用を発表した。同じ数字でも、メーカーや技術で違うんだ。
ひよこ ひよこ
GAAは、どう違うの?
ペンギン先生 ペンギン先生
Gate-All-Aroundは、ゲートがチャネルを全周から囲む考え方だよ。薄いナノシートを使う構造などがある。FinFETをただ小さくしたものではなく、形や製造方法にも違いがあるんだ。用途と製造技術に合わせて採用される構造を見よう。
ペンギン
まとめ:ざっくりこれだけ覚えればOK!
「FinFET」って出てきたら「ヒレ状の電流の通り道を、複数の面から制御するトランジスタ」と思えばだいたいOK!
📖 おまけ:英語の意味
「Fin Field-Effect Transistor」 = フィン型電界効果トランジスタ
💬 Finはヒレ。チャネルを作る部分が、薄いヒレのように立ち上がる形から付いた呼び名だよ。

参考資料

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