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面向下一代DRAM的GAAFET与CFET晶体管架构设计与工艺集成.docx
资料介绍
面向下一代DRAM的GAAFET与CFET晶体管架构设计与工艺集成
——从FinFET到GAA再到CFET的晶体管架构演进之路
引言
DRAM工艺节点已进入1a nm（12nm级）、1b nm（11nm级）和1c nm（10nm级）时代，并正向0a nm（个位数纳米级）迈进。随着工艺节点的微缩，传统FinFET晶体管在DRAM外围电路中面临着短沟道效应加剧、驱动电流下降和漏电流增大的问题。环绕栅极场效应晶体管（GAAFET）和互补场效应晶体管（CFET）作为下一代晶体管架构，有望在DRAM的外围电路和感测放大器中实现更高的性能和更低的功耗。本文系统分析GAAFET和CFET在DRAM中的应用前景，探讨其器件设计、工艺集成和电路优化方案。
从FinFET到GAAFET的演进
FinFET在先进DRAM中的局限性
在DRAM的1b nm及以下节点，FinFET面临以下挑战：
1. 鳍宽限制：FinFET的鳍宽（Fin Width）受限于光刻分辨率，在5nm鳍宽以下，量子限制效应导致载流子迁移率显著下降。
2. 漏电控制：随着栅极长度缩短至10nm以下，FinFET的亚阈值摆幅（SS）超过70 mV/dec，漏电流（Ioff）增大至nA级，影响DRAM的刷新特性。
3. 工艺复杂性：在DRAM的混合工艺中，阵列晶体管（Cell Transistor）和外围晶体管（Peripheral Transistor）需要不同的工艺优化，FinFET的工艺窗口有限。
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