GAA 製程是什麼

GAA 製程(Gate-All-Around Process)是形成閘極電極完全包圍電晶體通道四周之結構(GAA:Gate-All-Around)的製程技術。FinFET 的閘極僅從 1 個方向接觸,而 GAA 奈米片電晶體的閘極可從全周控制通道,因此能降低漏電流、提升電流驅動能力並實現低電壓操作。所有主要晶圓代工廠皆採用其作為 3nm/2nm 節點以後的標準電晶體結構。

重點整理

閘極從 4 面包圍通道,較 FinFET 大幅降低漏電流
以 SiGe 犧牲層的磊晶成長→選擇性蝕刻形成奈米片
可透過奈米片的片數、寬度、厚度調整電流特性(設計自由度高)
三星 SF3 於 2022 年首度量產,台積電於 N2 世代(2025 年)採用 GAA
ALD、原子層蝕刻(ALE)、選擇性磊晶為核心製程設備

常見問題

GAA 電晶體與 FinFET 有何不同?
FinFET 是以閘極包圍立體鰭片(Fin)3 面的結構,而 GAA 由閘極包圍通道奈米片全部 4 面,可更精密地控制通道。能同時實現降低關閉漏電流、低電壓操作與強大的電流驅動能力。
GAA 製程中重要的製造設備有哪些?
SiGe/Si 交替磊晶設備(選擇性磊晶反應爐)、SiGe 選擇性蝕刻設備(ALE)、High-k/Metal Gate 的 ALD 設備(ASM International、應用材料)、EUV 掃描式曝光機為核心設備。
GAA 的下一代技術是什麼?
作為 GAA 的延伸,目前正在研究將 n 通道與 p 通道奈米片垂直堆疊的 CFET(Complementary FET)。業界正討論在英特爾 Intel 18A 以後導入,可望進一步提升電晶體密度。

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