ترانزیستور GAAFET با ورقه نانویی (Nanosheet GAAFET)، در مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit)
انواع ترانزیستورها (Transistor) را در آموزش زیر شرح دادیم :
ترانزیستور GAAFET با ورقه نانویی (Nanosheet GAAFET) :
Nanosheet GAAFET نوعی ترانزیستور با گیت احاطه کننده (GAA) است که در آن کانال به صورت ورقه های نازک (Nanosheet) با سطح مقطع مستطیلی (عرض بیشتر از ضخامت) روی هم قرار گرفته اند و گیت به طور کامل دورتادور هر ورقه را پوشانده است. این ساختار به عنوان تکامل یافته Horizontal Nanowire GAAFET در نظر گرفته می شود و توسط شرکت هایی مانند سامسونگ با نام MBCFET (Multi-Bridge Channel FET) تجاری شده است.
در Nanosheet GAAFET، به جای نانوسیم های استوانه ای، از ورقه های پهن و نازک استفاده می شود که عرض مؤثر (
\[ W_{eff} \]) بیشتری برای عبور جریان فراهم می کنند. ضخامت ورقه (
\[ T_{sheet} \]) معمولا چند نانومتر است تا کنترل کانال عالی باقی بماند، در حالی که عرض (
\[ W_{sheet} \]) می تواند تا چند ده نانومتر افزایش یابد تا جریان بالایی (چند میلی آمپر) تأمین شود. چندین ورقه به صورت عمودی روی هم قرار می گیرند (معمولا ۳ تا ۴ ورقه) تا چگالی جریان بیشتر شود.
\[ W_{eff} = N \times 2 \times (W_{sheet} + T_{sheet}) \approx 2N \times W_{sheet} \quad \text{(برای N ورقه)} \]مزایای Nanosheet GAAFET نسبت به FinFET و نانوسیم GAAFET: جریان روشن (
\[ I_{ON} \]) بالاتر به دلیل عرض مؤثر بیشتر، کنترل عالی کانال (SS نزدیک ۶۰ mV/dec)، DIBL بسیار پایین، و قابلیت تنظیم ولتاژ آستانه از طریق تغییر عرض ورقه (که در FinFET ممکن نیست). این ویژگی ها Nanosheet GAAFET را به گزینه اصلی برای گره های ۳ نانومتر و ۲ نانومتر تبدیل کرده است.
چالش ها: ساخت ورقه های با ضخامت یکنواخت (چند نانومتر) و فاصله ی دقیق بین آن ها، ایجاد تماس های کم مقاومت به تمام ورقه ها، و مدیریت خازن های پارازیتی. با این حال، سامسونگ در سال ۲۰۲۲ تولید انبوه گره ۳ نانومتر با MBCFET (همان Nanosheet GAAFET) را آغاز کرد و TSMC نیز برای گره های ۲ نانومتر از این فناوری استفاده خواهد کرد.
Nanosheet GAAFETها امکان ادامه قانون مور را برای چند نسل فراهم می کنند و احتمالا تا گره ۱ نانومتر نیز قابل استفاده خواهند بود. تحقیقات بر روی مواد کانال جایگزین (مانند SiGe، Ge، و III-V) برای افزایش بیشتر سرعت و کاهش ولتاژ ادامه دارد.
