Multigate-FET

Als Multigate-FET (MuGFET) werden MOSFETs bezeichnet, die mehr als ein Gate besitzen, wobei diese über eine gemeinsame Elektrode angesteuert werden können, aber auch unabhängig von einander. Letztere werden als MIGFET (multiple independent gate FET; engl. independent = unabhängig) bezeichnet. Multigate-Transistoren sind neben Techniken wie getrecktes Silicium, High-k-Materialien und Silicon On Insulator ein Ansatz, mit dem sich die Miniaturisierung von Mikroprozessoren und Speicherzellen in der Halbleiterfertigung gemäß dem mooreschen Gesetz fortführen lassen soll.

Das Prinzip und die Vorteile von Multigate-Transistoren sind schon lange bekannt, jedoch konnten diese bisher nicht in Serie gefertigt werden. Bei MuGFETs ist der Kanalbereich von mehreren angrenzenden Gates umgeben, so können Leckströme im ausgeschalteten Zustand verringert und Steuerströme im eingeschalteten Zustand besser kontrolliert werden. Dadurch wird nicht nur eine geringere Stromaufnahme ermöglicht, durch einen nicht-planaren Aufbau von MuGFETs sind kleinere Abmessungen der Bauteile, also eine höhere Packungsdichte möglich.

Die Herausforderungen bei der Herstellung von MuGFETs sind die als Finnen bezeichneten dünnen Kanäle zwischen Source und Drain sowie die sie umgebenden Gates. Die Transistoren werden auf Grund dieses Aufbaus auch als FinFET bezeichnet, während Intel diesen Term vermeidet und für die eigene Transistortechnik die Bezeichnungen Tri-Gate und 3D-Transistor verwendet.

Es gibt eine Vielzahl verschiedener Ansätze von Multigate-Transistoren, die sich u.a. in der Anzahl der Gates und eines planaren oder nicht-planaren Aufbaus unterscheiden. Andere Bezeichnungen sind:

  • planar double-gate transistor (2 Gates)
  • Flexfet (2 Gates)
  • double-gate FinFET (2 Gates)
  • Tri-gate/3D transistor (3 Gates)
  • gate all around FET (GAA-FET, 2 oder 4 Gates)

Erste MuGFETs weisen eine um bis zu 40 % erhöhte Schaltgeschwindigkeit und eine um 50 % reduzierte Leistungsaufnahme auf.

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