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什么是FinFET？

提到FET，学电子的人都比较熟悉，FET就是Field-Effect Transistor，场效应管。FET是一种常见的三端口半导体器件，比较常见的是JFET（结型场效应晶体管）和金属氧化物场效应管MOSFET。下图给出了常见的场效应管的工作示意图，

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那么FinFET到底是什么呢？FinFET被称为鳍式场效应晶体管，是一种新的互补式金属氧化物半导体晶体管。该项技术的发明人是加州大学伯克利分校的胡正明教授。

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FinFeT与平面型MOSFET结构的主要区别在于其沟道由绝缘衬底上凸起的高而薄的鳍构成，源漏两极分别在其两端，三栅极紧贴其侧壁和顶部，用于辅助电流控制，这种鳍形结构增大了栅围绕沟道的面，加强了栅对沟道的控制，从而可以有效缓解平面器件中出现的短沟道效应，大幅改善电路控制并减少漏电流，也可以大幅缩短晶体管的栅长，也正由于该特性，FinFET无须高掺杂沟道，因此能够有效降低杂质离子散射效应，提高沟道载流子迁移率。

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FinFET的主要特点是，沟道区域是一个被栅极包裹的鳍状半导体。沿源漏方向的鳍的长度，为沟道长度。栅极包裹的结构增强了栅的控制能力， 对沟道提供了更好的电学控制，从而降低了漏电流，抑制短沟道效应。 然而FinFET有很多种，不同的FinFET有不同的电学特性。下面根据衬底类型、沟道的方向、栅的数量、栅的结构，分别给予介绍。SOI FinFET 和体FinFET。根据FinFET衬底，FinFET可以分成两种。一种是SOI FinFET，一种是体FinFET。FinFET形成在体硅衬底上。由于制作的工艺不同，相比于SOI衬底，体硅衬底具有低缺陷密度，低成本的优点。此外，由于SOI衬底中埋氧层的热传导率较低，体硅衬底的散热性能也要优于SOI衬底。

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Buk FinFET，SOI FinFET具有近似的寄生电阻、寄生电容，从而在电路水平上可以提供相似的功率性能。但是 SOI 衬底的轻鳍掺杂FinFET，相比于Buk FinFET，表现出较低的节电容，更高的迁移率和电压增益的电学性能。

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FinFET到底有多牛？

对于场效应管，我们最常用的是MOSFET，全称是金属氧化物半导体场效应管：Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor。MOSFET在1960年由贝尔实验室（Bell Lab.）的D. Kahng和 Martin Atalla首次实作成功，这种元件的操作原理和1947年萧克莱（William Shockley）等人发明的双载流子结型晶体管（Bipolar Junction Transistor,BJT）截然不同，且因为制造成本低廉与使用面积较小、高整合度的优势，在大型集成电路（Large-Scale Integrated Circuits,LSI）或是超大型集成电路（Very Large-Scale Integrated Circuits,VLSI）的领域里，重要性远超过BJT。

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但是MOSFET发明至今已有六十多年历史，随着半导体制程工艺的进步，MOSFET的限制越来越明显。我们知道，在 MOSFET 中，栅极长度（Gate length）大约 10 奈米，是所有构造中最细小也最难制作的，因此我们常常以栅极长度来代表半导体工艺的进步程度，这就是所谓的工艺线宽。栅极长度会随工艺技术的进步而变小，从早期的 0.18 微米、0.13 微米，进步到 90 奈米、65 奈米、45 奈米、22 奈米，到目前最新工艺 10 奈米。当栅极长度愈小，则整个 MOSFET 就愈小，而同样含有数十亿个 MOSFET 的芯片就愈小，封装以后的集成电路就愈小，最后做出来的手机就愈小啰！。