コンプリメンタリFET（CFET）でCMOS基本セルの高さを半分に減らす：福田昭のデバイス通信（309） imecが語る3nm以降のCMOS技術（12）（2/2 ページ）

引き続き、FinFETの「次の次」に来るトランジスタ技術（コンプリメンタリFET／CFET）の講演部分を紹介する。今回は、CFETがCMOS基本セルの微細化に与えるメリットを具体的に解説する。

[福田昭，EE Times Japan]

基本セルの低背化と入出力ピン密度の向上がメリット

　CFETの導入によって、CMOS基本セルの高さを4T（トラック）および3Tに低くできるとimecは考える。例えば6T（6トラック）の2フィンタイプFinFETと同じ機能の論理セル（AOI（AND-OR-INVERT）211セルとDFQD1セル（フリップフロップ））を、CFETでは半分の高さである3T（3トラック）でレイアウト可能になる。

FinFETによる論理回路セル（6トラック）とCFETによる論理回路セル（3トラック）。CFETによって論理回路セルの高さをFinFETの50％にできる。出典：imecが2018年6月に国際学会VLSI技術シンポジウムで発表した論文「The Complementary FET(CFET) for CMOS scaling beyond N3」（論文番号T13-3）から（クリックで拡大）

　また3nm世代のArmプロセッサコアを想定すると、5Tのナノシート構造に比べて4TのCFETはコアの面積が13.3％減少する。さらに、CFETでは最下層金属配線（M0）を全て相互接続（ルーティング）に使えるので、M0と直交する第1層金属配線（M1）を入出力ピンや相互接続などに割り当てられる。この利点を生かして金属配線工程（BEOL）を最適化すると、コアの面積をさらに7％減少できると見積もる。

Armプロセッサコアのシリコン面積の比較（相対値）。5Tのナノシート構造に比べて4TのCFETはコアの面積が13.3％減少する（左）。またCFETは第1層金属配線（M1）のルーティングに余裕ができる（右）ので、金属配線工程（BEOL）の最適化によってコア面積をさらに減らせる。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）（クリックで拡大）

（次回に続く）

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