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Treballs Docents curs 2009/2010
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Transistores FinFET
Mas Boned, Fco. De Borja; García Moreno, Eugenio
Departament de física, Universitat de les Illes Balears
Ctra, de Valldemossa, km 7.5. Palma de Mallorca(Illes Balears)
fcobm@msn.com - www.uib.es/
Resumen — El presente articulo pretende dar a conocer los
dispositivos FinFET, queventajas presenta su estructura frente a
los dispositivos MOS clásicos, cual es el estado del arte actual y
finalmente, cual es el impacto de este tipo de transistor en el
mercado.

I. INTRODUCCIÓN
Desde la invención del circuito integrado, en 1958,
ingenieros e investigadores de todo el mundo han trabajado en
cómo aumentar la velocidad y el rendimiento en los circuitos
integrados. Laindustria de semiconductores ha evolucionado
de manera extraordinaria, especialmente en lo que concierne a
la tecnología MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field
Effect Transistor).
La trayectoria ha sido el crecimiento exponencial del
número de dispositivos por circuito integrado o chip siguiendo
la conocida Ley de Moore. Esta ley fue formulada por el cofundador de Intel Gordon Moore predice queel número
máximo de transistores que pueden incorporarse en cada chip
se duplica cada año y medio (ver Fig.1). Este hecho se traduce
en una mayor capacidad de computación que, en última
instancia, termina convirtiéndose en mayores prestaciones en
los dispositivos fabricados para el usuario final.

El crecimiento del número de transistores por chip se ha
conseguido tanto aumentando lasuperficie de cada chip, como
disminuyendo el tamaño de cada transistor. Pero ha sido
principalmente la disminución de los tamaños de los
dispositivos lo que ha permitido conseguir una capacidad
mayor de transistores por chip. Así las dimensiones de los
transistores se escalan a un ritmo de aproximadamente 0,7
veces cada 18 meses (ver Fig.1). No obstante, a medida que la
tecnología se vaacercando a escalas próximas a las decenas
de nanómetros los investigadores se encuentran con barreras
tecnológicas de dificultad creciente, relacionadas tanto con
propia fabricación del dispositivo como con sus características
eléctricas. En relación a la fabricación cabe mencionar la
dificultad de dibujar sobre la oblea de silicio líneas con
anchuras de decenas de nanómetros. De todas lasdificultades
relacionadas con las características eléctricas cabe destacar el
progresivo incremento del consumo de corriente cuando el
chip está inactivo
Estos inconvenientes pueden frenar el ritmo de reducción
del tamaño de los dispositivos en los circuitos integrados en
un futuro próximo. O incluso pararlo, ya que los límites del
proceso son inminentes.
En este trabajo vamos a comentarprimero algunas
limitaciones debidas a las características eléctricas de los
dispositivos MOSFET y después comentaremos una nueva
estructura de dispositivo conocida como FinFET, que permite
avanzar un paso más en la carrera hacia la reducción del
tamaño
II. ESCALADO DE LOS DIPOSITIVOS MOSFET

Fig. 1 Longitud de puerta en función del número de transistores.

Para reducir el tamaño delos dispositivos el factor
primordial a tener en cuenta es que el campo eléctrico debe
mantenerse constante, por debajo de los límites de ruptura.
Puesto que el campo eléctrico es el cociente entre la tensión y
la distancia, las tensiones y en particular la tensión de
alimentación, deben reducirse proporcionalmente a las
dimensiones. Pero la disminución de la tensión de
alimentación tieneunos límites, porque, por ejemplo, los
márgenes de ruido se reducen.
Otro problema relacionado con la disminución de la tensión
de alimentación es que obliga a aumentar la tensión del
control de la puerta sobre el estado del canal entre fuente y

------------------------------------------------------------enginy@eps, nº 2, 2010, ISSN:1889-4771

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