フィンFET（FinFET）の次に来るトランジスタ技術：福田昭のデバイス通信（303） imecが語る3nm以降のCMOS技術（6）（2/2 ページ）

[福田昭，EE Times Japan]

垂直なフィンを真横に倒したナノシートFET

　解決策として考えられているのが、FinFETのフィンを真横に倒したようなチャンネル構造（ナノシート構造）のトランジスタである。「ナノシート（Nanosheet）FET」「ナノリボン（Nanoribbon）FET」と呼ばれる。ナノシート構造の優れた点は、フィン構造がフィンの側面2つと頂点1つの合計3つのゲート（トライゲート）で構成されているのに対し、ナノシート構造では上面2つと側面2つの合計4つのゲート（ゲートオールアラウンド）で構成されていることだ。短チャンネル効果が抑えられるともに、チャンネル幅が広がるので、電流駆動能力が向上する。

　さらに、ナノシート構造ではフィン構造に比べるとトランジスタの性能ばらつきが小さい。ナノシート構造は薄いシートの厚みがトランジスタの電流駆動能力を左右する。半導体製造プロセスでは、厚み（垂直方向の寸法）は原子層単位で制御できる。ところがフィン構造は、垂直なフィンの厚みがトランジスタの電流駆動能力を左右する。フィンの厚み（横方向の寸法）はリソグラフィによって加工するので、加工寸法のばらつきを一定値（原子層よりもずっと長い距離）以下にできない。

FinFETからナノシート（Nanosheet）FETへの転換とナノシートFETの利点。出典：imec（IEDM2020のチュートリアル講演「Innovative technology elements to enable CMOS scaling in 3nm and beyond - device architectures, parasitics and materials」の配布資料）

　もう1つ重要なのが、レイアウトの自由度が増加することだ。FinFETはフィンの枚数が横方向の寸法を決める。フィンの枚数は自然数なので、横方向の寸法は離散的に決まってしまう。ナノシートFETはシートを垂直に積層するので、横方向の寸法を連続的に変更できる。

（次回に続く）

⇒「福田昭のデバイス通信」連載バックナンバー一覧