Há muito tempo não é segredo que, com a tecnologia de processo de 3 nm, os transistores mudarão dos canais verticais FinFET “estriados” para canais horizontais de nanopage completamente cercados por portões ou GAA (gate-all-around). Hoje, o Instituto CEA-Leti francês mostrou como você pode usar os processos de fabricação dos transistores FinFET para produzir transistores GAA de vários níveis. E manter a continuidade dos processos tecnológicos é uma base confiável para uma transformação rápida.
Sete níveis de canais de nanopage em um transistor (CEA-Leti)
Para o simpósio VLSI Technology & Circuits 2020, os especialistas da CEA-Leti prepararam um relatório sobre a produção de um transistor GAA de sete níveis (agradecimentos especiais à pandemia de coronavírus, graças aos quais os documentos de apresentação finalmente começaram a aparecer rapidamente, e não meses após as conferências). Pesquisadores franceses provaram que podem produzir transistores GAA com canais na forma de uma “pilha” inteira de nanopáginas usando a tecnologia amplamente usada do chamado processo RMG (substituição do portão de metal ou, em russo, substituição do obturador de metal (temporário)). Ao mesmo tempo, o processo de manufatura RMG foi adaptado para a produção de transistores FinFET e, como vemos, pode ser estendido à produção de transistores GAA com um arranjo multinível de canais de nanopáginas.
A Samsung, até onde sabemos, planeja produzir transistores GAA de dois níveis com dois canais planos (nanopáginas) localizados um acima do outro, cercados por um portão de todos os lados, até onde sabemos a produção de chips de 3 nm. Os especialistas da CEA-Leti mostraram que é possível produzir transistores com sete nanopáginas de canais e, ao mesmo tempo, definir os canais na largura desejada. Por exemplo, um transistor GAA de sete canais experimental foi liberado em versões que variam em largura de 15 nm a 85 nm. É claro que isso permite definir características precisas dos transistores e garantir sua repetibilidade (reduzir a propagação de parâmetros).
Evolução do Transistor (Samsung)
De acordo com os franceses, quanto mais níveis de canal em um transistor GAA, maior a largura efetiva do canal total e, portanto, melhor controlabilidade do transistor. Também na estrutura multicamada, menos correntes de fuga. Por exemplo, um transistor GAA de sete níveis tem correntes de vazamento três vezes mais baixas que um de dois níveis (condicionalmente – como o Samsung GAA). Bem, a indústria finalmente encontrou um caminho, afastando-se da colocação horizontal de elementos no cristal para a vertical. Parece que os microcircuitos ainda não precisam aumentar a área dos cristais para se tornarem ainda mais rápidos, mais poderosos e eficientes em termos energéticos.