最後更新:2026年10月8日次世代架構製程節點・電晶體中國大陸:叉片晶体管

叉型片電晶體(Forksheet)是什麼

Forksheet Transistor

叉型片電晶體(Forksheet)是介於GAA奈米片電晶體與CFET之間的次世代電晶體結構,在NFET與PFET之間夾入介電牆使兩者一體化,可縮小配置面積,又不像CFET那樣使製程大幅複雜化。

目錄4 項
  1. 定義與原理
  2. 相關企業
  3. 相關用語
  4. 比較文章

定義與原理

叉型片電晶體(Forksheet Transistor)是介於GAA(Gate-All-Around)奈米片電晶體與CFET(Complementary FET)之間的次世代電晶體結構。在NFET與PFET之間夾入介電牆(dielectric wall)使兩者一體化,在縮減奈米片FET配置面積的同時,不必像CFET那樣使製程大幅複雜化即可實現高密度化。imec(比利時的半導體研究機構)於2019年前後提出並驗證此結構。

傳統GAA奈米片FET將NFET單元與PFET單元沿水平方向並排,兩者之間需要一定的間距(隔離區)。叉型片以介電牆取代此隔離區,使NFET與PFET能極為接近地配置,縮小標準單元的寬度(單元間距)。名稱來自設計上如叉子般分成兩股的閘極形狀。

叉型片與CFET的差別,在於NFET與PFET是「橫向並排但非常接近(叉型片)」還是「垂直堆疊(CFET)」。一般認為叉型片的製造難度低於CFET,定位為通往CFET的過渡技術。業界正討論在1nm節點前後導入,imec的藍圖描繪了奈米片→叉型片→CFET的分階段轉移。

製造上的課題是介電牆的精密形成。要將寬數nm~10nm左右的薄介電層選擇性地埋入NFET與PFET的奈米片堆疊體之間,需要高深寬比的原子層沉積(ALD)與精密蝕刻。介電牆的缺陷會直接導致漏電流,因此材料(氮化矽、氧化鉿等)的選擇與成膜品質管理十分重要。

實現叉型片電晶體必須提升ALD與選擇性成膜技術的精度,應用材料、ASM International、科林研發等設備廠商正引領相關開發。電晶體結構三維化的趨勢依奈米片→叉型片→CFET持續推進,成為進一步提高半導體製造設備功能與精度要求的原動力。

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