Jabarkan Sejarah dari FinFET

Setelah MOSFET pertama kali ditunjukkan oleh Mohamed Atalla dan Dawon Kahng dari Bell Labs pada tahun 1960, konsep transistor film tipis gerbang ganda (TFT) diusulkan oleh H.R. Farrah (Bendix Corporation) dan R.F. Steinberg pada tahun 1967. Sebuah MOSFET gerbang ganda kemudian diusulkan oleh Toshihiro Sekigawa dari Electrotechnical Laboratory (ETL) dalam paten 1980 yang menggambarkan transistor XMOS planar. Sekigawa membuat transistor XMOS dengan Yutaka Hayashi di ETL pada tahun 1984. Mereka menunjukkan bahwa efek saluran pendek dapat dikurangi secara signifikan dengan mengapit perangkat silikon pada isolator (silicon-on-insulator, SOI) yang sepenuhnya habis di antara dua elektroda gerbang yang terhubung bersama.

Jenis transistor FinFET pertama disebut transistor "Depleted Lean-channel Transistor" (Transistor saluran ramping yang habis) atau "DELTA", yang pertama kali dibuat di Jepang oleh Digh Hisamoto, Toru Kaga, Yoshifumi Kawamoto dan Eiji Takeda dari Hitachi Central Research Laboratory pada tahun 1989. Gerbang transistor dapat menutupi dan secara elektrik menghubung sirip saluran semikonduktor di bagian atas dan samping atau hanya di bagian samping. Yang pertama disebut transistor tri-gerbang dan yang terakhir disebut transistor gerbang ganda. Transistor gerbang ganda secara opsional dapat memiliki setiap sisi yang terhubung ke dua terminal atau kontak yang berbeda. Varian ini disebut transistor pisah. Hal ini memungkinkan kendali yang lebih halus dari operasi transistor.

Insinyur Indonesia Effendi Leobandung, saat bekerja di Universitas Minnesota, menerbitkan makalah bersama Stephen Y. Chou pada Konferensi Penelitian Perangkat ke-54 pada tahun 1996 yang menguraikan manfaat pemotongan transistor CMOS lebar menjadi banyak saluran dengan lebar sempit untuk meningkatkan penskalaan perangkat dan meningkatan arus perangkat dengan meningkatkan lebar perangkat efektif. Struktur inilah tampilan FinFET modern. Meskipun beberapa lebar perangkat dikorbankan dengan memotongnya menjadi lebar yang sempit, konduksi dari dinding samping sirip sempit lebih dari menebus hilangnya, untuk sirip tinggi. Perangkat ini memiliki lebar saluran 35 nm dan panjang saluran 70 nm.

Potensi penelitian Digh Hisamoto tentang transistor DELTA menarik perhatian Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), yang pada tahun 1997 memberikan kontrak kepada kelompok riset di UC Berkeley untuk mengembangkan transistor sub-mikron dalam berdasarkan teknologi DELTA. Grup ini dipimpin oleh Hisamoto bersama dengan Chenming Hu dari TSMC. Tim ini membuat terobosan berikut antara tahun 1998 dan 2004.

1998 – FinFET saluran N (17 nm) – Digh Hisamoto, Chenming Hu, Tsu-Jae King Liu, Jeffrey Bokor, Wen-Chin Lee, Jakub Kedzierski, Erik Anderson, Hideki Takeuchi, Kazuya Asano

1999 – FinFET saluran P (sub-50 nm) – Digh Hisamoto, Chenming Hu, Xuejue Huang, Wen-Chin Lee, Charles Kuo, Leland Chang, Jakub Kedzierski, Erik Anderson, Hideki Takeuchi

2001 – FinFET 15 nm – Chenming Hu, Yang-Kyu Choi, Nick Lindert, P. Xuan, S. Tang, D. Ha, Erik Anderson, Tsu-Jae King Liu, Jeffrey Bokor

2002 – FinFET 10 nm – Shibly Ahmed, Scott Bell, Cyrus Tabery, Jeffrey Bokor, David Kyser, Chenming Hu, Tsu-Jae King Liu, Bin Yu, Leland Chang

2004 – FinFET gerbang logam/tinggi-κ – D. Ha, Hideki Takeuchi, Yang-Kyu Choi, Tsu-Jae King Liu, W. Bai, D.-L. Kwong, A. Agarwal, M. Ameen

Mereka menciptakan istilah "FinFET" (transistor efek medan sirip) dalam makalah Desember 2000, yang digunakan untuk menggambarkan transistor gerbang ganda non-planar yang dibangun di atas substrat SOI.

Pada tahun 2006, tim peneliti Korea dari Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) dan National Nano Fab Center mengembangkan transistor 3 nm, perangkat nanoelektronik terkecil di dunia, berdasarkan teknologi FinFET gerbang sekeliling (gate-all-around, GAA). Pada tahun 2011, peneliti Universitas Rice Masoud Rostami dan Kartik Mohanram mendemonstrasikan bahwa FinFET dapat memiliki dua gerbang elektrik independen, yang memberikan fleksibilitas lebih kepada perancang sirkuit untuk merancang dengan gerbang berdaya rendah yang efisien.

Pada tahun 2020, Chenming Hu menerima penghargaan IEEE Medal of Honor untuk pengembangan FinFET, yang dikreditkan oleh Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) dengan membawa transistor ke dimensi ketiga dan memperluas hukum Moore.