Moderne Transistoren (FinFET, GAA)

Was ist das richtige Hauptziel der Miniaturisierung von Transistoren?

  1. ADie Leistungsaufnahme des Chips stets zu erhöhen
  2. BEinen einzelnen Transistor groß und schwer zu machen
  3. CAuf derselben Fläche mehr Transistoren zu integrieren und Leistung, Leistungsaufnahme und Kosten zu verbessern
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Antwort: C. Auf derselben Fläche mehr Transistoren zu integrieren und Leistung, Leistungsaufnahme und Kosten zu verbessern

Werden Transistoren kleiner, lassen sich auf derselben Fläche mehr Schaltungen integrieren, und die Kosten pro Transistor sinken. Auch Geschwindigkeitssteigerung und geringere Leistungsaufnahme durch kleinere Kapazitäten sind zu erwarten; Ziel der Miniaturisierung ist die gleichzeitige Verbesserung dieser drei Größen (PPA: Performance, Power, Area). Gemäß dem Mooreschen Gesetz verdoppelte sich die Integrationsdichte etwa alle zwei Jahre, doch in letzter Zeit schwächt sich der Rückgang der Kosten pro Transistor wegen steigender Fertigungskosten ab.

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  3. Welcher Wert kommt der effektiven Kanalbreite (Umfangslänge, die das Gate umschließt) pro Finne eines FinFET mit 50 nm Finnenhöhe und 6 nm Breite am nächsten?
  4. Was wird im Allgemeinen von der Finnenbreite verlangt, um Kurzkanaleffekte beim FinFET ausreichend zu unterdrücken?
  5. Warum wird bei High-k/Metal-Gate-Transistoren zwischen Silizium und High-k-Schicht (z. B. Hafniumoxid) häufig eine sehr dünne Schicht aus SiO2 o. Ä. eingefügt?

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