FinFETとGAAトランジスタの違い：構造・制御性・製造を比較
FinFETでは、ゲートが立ち上がったシリコンのフィンを3方向から包みます。ゲートオールアラウンド(GAA)では、ゲートがチャネルの全周を囲み、多くは水平のナノシートを何枚も重ねた形になります。チャネルをより完全に包むと、ゲートが短くてもリーク電流を抑えやすくなります。そのため、先端の半導体メーカーは3 nm・2 nm世代で、FinFETからGAAへ移っています。
| 項目 | FinFET | GAA(ナノシート) |
|---|---|---|
| ゲートの構造 | ゲートが立ったフィンの3面を覆う | ゲートがチャネルの4面すべてを囲む |
| チャネルの形 | 細く立ったシリコンのフィン | 水平のナノシート(またはナノワイヤ)を縦に積み重ねる |
| 静電制御 | 良好。プレーナ型よりはるかに優れる | さらに優れる。リークを減らし、短いゲートや低い電源電圧に向く |
| チャネル幅の調整 | 段階的。フィンの高さが一定なので、幅はフィンの本数で決まる | 柔軟。シートの幅と枚数を、トランジスタごとに選べる |
| 主な製造工程 | フィンのパターニング(SADPやSAQPを使うことが多い)、フィン間の分離、ゲート形成 | SiとSiGeを交互にエピ成長し、SiGeだけを選択的に除去してシートを浮かせ、インナースペーサーを作る |
| 工程の複雑さ | 成熟していて、よく分かっている | 新しい工程が増え、制御もより厳しい |
| 自己発熱 | 問題になる。細いチャネルから熱が逃げにくい | こちらも問題になる。シートが絶縁膜で囲まれているため |
| 量産の開始 | Intelの22 nm(Tri-Gate)、2012年に出荷開始 | 3 nm世代で2022年ごろに量産開始。他の大手も続いた |
| 各社の呼び名 | Tri-Gate(Intel)、FinFET(TSMC、Samsungなど) | RibbonFET(Intel)、MBCFET(Samsung)、ナノシート(TSMC) |
数値は代表的な目安で、世代や製品によって異なります。