Современная электроника №3/2023

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 41 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 3 / 2023 Density 6-T SRAM Cell for Mobile SoC Applications» имеет площадь 0,027 ква - дратных микрон . Таким образом , для технологии , которую в данной работе называют коротко «7 нм », транзисторы разне - сены между собой на расстояние не меньше 44 нм , а ячейка памяти , в пред - положении её квадратной формы , име - ет размеры 164×164 нм . Сечение ребра транзистора FinFET имеет форму тра - пеции . Тот факт , что форма ребра отли - чается от прямоугольной , объясняется проблемами , связанными с ограни - ченными возможностями современ - ных литографических инструментов , а дальнейшее совершенствование тех - ники оптической литографии чрезвы - чайно затруднено [24]. Порядок величин размеров тран - зистора можно получить , используя фотографию , приведённую в цити - рованной статье , и указанный на ней размер верхней грани трапеции Wfin = 6  нм ( это ключевой параметр , указываемый в технической докумен - тации ). Несложные манипуляции позволяют оценить порядок величин высоты трапеции и длины нижней гра - ни , соответственно равными 60 нм и 35 нм . На рис . 3 показаны фотографии эле - ментов чипов различных технологий , сделанные с помощью электронного микроскопа [25]. На фотографиях , приведённых на рис . 3, показаны сечения рёбер тран - зисторов FinFET, условные объёмные картинки которых можно видеть на средней схеме рис . 2. Анализ этих фотографий с использо - ванием данных , приведённых в статье для варианта технологии 6 нм , позво - ляет оценить размеры верхней грани (Wfin), высоты и нижней грани , сече - ния ребра транзистора , соответствен - но равных 7,6 нм (Wfin); 100 нм ; 39 нм . Аналогичные оценки сделаны в публи - кации [26]. Проанализированные фотографии вскрытых чипов , сделанные с помо - щью электронного микроскопа высо - кого разрешения , позволили оценить размер верхней грани ребра радиато - ра около Wfin = 6 нм . Высота радиа - тора около 50 нм . В основании радиа - тор имеет размеры примерно 75×45 нм . Эти оценки хорошо согласуются с выводами работы [27]. Приведённые оценки дают возмож - ность полагать , что современные тех - нологии позволяют изготавливать на кристалле микрокомпоненты с раз - мерами , соответствующими назва - нию спецификации , то есть 3 нм , 5 нм и т . д . Однако истинные размеры тран - зисторов , памяти , точек вывода могут составлять десятки нанометров . Возвращаясь к последней разра - ботке Samsung, можно сказать , что основным её преимуществом являет - ся то , что новая структура «Gate-All- Around» (GAA), показанная в правой части рис . 2, позволила подключить затвор к полупроводниковому кана - лу с четырёх сторон . Такая структу - ра , обеспечивающая 360- градусный охват всей площади канала , сводит к минимуму « эффект короткого канала » и дополнительно снижает управляю - щее рабочее напряжение . На рис . 4 показаны схемы двух вари - антов нового транзистора Samsung Gate-All-Around. В базовом варианте нового GAA- транзистора , схема которого приве - дена в левой части рис . 4, полупрово - дниковый канал имеет форму тонкой и длинной нанопроволоки . Однако малый диаметр нанопроволоки затруд - няет получение более высоких значе - ний тока . Для того чтобы сделать канал как можно шире , чтобы через него мог протекать большой ток , концерн Samsung разработал и запатентовал свой собственный полевой транзистор MBCFET™ (Multi-Bridge Channel Field Effect Transistor). Характерным отли - чием нового транзистора является то , что у него каналы в виде нанопрово - локи заменены на двумерные наноли - сты (2-dimensional nanosheets). Нигде в документации Samsung не указывает , какие именно эти нанолисты . В самом общем определении двумер - ный однослойный , однокомпонентный нанолист (2D-nanosheets) представляет из себя плоский отрезок кристалличе - ской структуры , состоящий из одного слоя атомов или молекул определён - ного вещества . Интерес к этим наноматериалам особенно вырос после открытия гра - фена , который также является нано - листом углерода . Однослойные нано - листы характеризуются толщиной в диапазоне от 0,4 до 5 нм , а самый тон - кий нанолист из графена имеет тол - щину всего 0,335 нм . Эти параметры обусловливают ограничение переме - щения электронов внутри нанолистов по вертикальному направлению . Так же , как в случае нанопроволоки , для нанолистов неприемлемы простые законы электромагнитного поля , кото - рые используются для объектов макро - мира . Электрическое сопротивление , сила тока , генерируемое внешнее поле и другие параметры рассчитываются для нанолистов с использованием эле - ментов физики элементарных частиц . За последние десятилетия были получены различные варианты дву - мерных нанолистов , состоящих из слоёв вещества толщиной в один атом или молекулу , таких , например , как дихалькогенид переходного металла Рис . 3. Фотографии элементов чипов , сделанные с помощью электронного микроскопа [25]« Палантир » для релаксации Рис . 4. Схемы двух вариантов нового транзистора Samsung Gate-All-Around [27] Нанопроводник Наноповерхность