曾晓洋等: 微纳集成电路和新型混合集成技术 能力 [3]. 即使采取了诸多改进手段 UTBSOI 器件在推进到 10 nm 及以下节点时, 硅膜的厚度仍要求 小于 5 nm, 这对于大规模制造而言存在极高的挑战. 不同于 UTBSOI 技术, FinFET 技术通过光刻和刻蚀工艺形成竖直的鱼鳍状超薄体沟道区 (fin), 栅电极跨越在沟道区上, 形成 "几" 字形的结构同时从顶端和侧面对沟道电荷进行控制 [2]. 这种结构 使得 FinFET 器件的等比例缩小能力更强, 能够大幅放宽对沟道厚度 (fin 的宽度) 的要求, 而且版图 面积效率高, 在相同集成密度下获得的驱动电流更大. FinFET 器件也存在与 UTBSOI 类似的共性问 题, 比如寄生电阻、硅膜厚度涨落、迁移率退化、多阈值控制等. 不过, 近年来的大规模生产实践表 明这些问题基本能够得到缓解. 相比较 UTBSOI, 体硅 FinFET 面临的一个较为特殊的问题是体区穿 通的问题, 需要采用防穿通掺杂或者体区隔离等措施, 例如 BOI FinFET (body-on-insulator FinFET) 结构 [4]. 当 FinFET 器件进一步缩小时, 将会进化成围栅纳米线这一极限结构. 围栅纳米线器件具有最强 的短沟道效应抑制能力. 围栅纳米线器件除了面临超薄体引起的共性问题之外, 还面临着更为严峻的 制造工艺挑战, 即形成可控的纳米线结构. 为此, 三星电子提出利用 SiGe 外延和选择性腐蚀的方法制 造悬空纳米线 [5] , IBM 提出在 SOI 衬底上对埋氧层进行选择性腐蚀和氢气退火形成边缘光滑的纳米 线 [6] , 而北京大学提出了对硅 Fin 进行自限制氧化结合底部腐蚀形成悬空纳米线的方法 [7]. 从目前技术发展的趋势来看, FinFET 在 14 nm 以下节点是主流的器件结构, 并可能在 5 nm 及以 下节点进化成为围栅纳米线器件形态, 而 UTBSOI 作为一种补充, 在一些特殊领域存在一定的应用.