Kanavatransistori

Kanavatransistori eli FET (, kenttävaikutustransistori) on transistori, jossa varauksenkuljettajien liikettä ohjataan puolijohdekanavassa vaikuttavan sähkökentän avulla.

Historia 

Kanavatransistorin saivat ensimmäisenä toimimaan John Atalla ja Dawon Kahng vuonna 1959. Ratkaisun mukaan se sai nimen MOSFET.

Digh Hisamoto kehitti tekniikkaa Delta Mosfetiin ja evämäisen pinnan käyttöön.
Chenming Hu on saanut IEEE:n tunnustuksen työstään kolmiulotteisen FinFET-transistorin kehittämisessä 1990-luvulla.

Monikanavaiset transistorit ovat yleistyneet yhtenä teknologiana alle 32 nanometrin valmistusprosesseissa. Useat valmistajat mainitsevat käyttävänsä FinFET-teknologiaa suorittimissaan.

Vuonna 1988 Toshiballe työskentelevä ryhmä julkaisi kehittämänsä SGT-transistorin, jolla mikropiirien koko pienenisi. Toshiban esittelemää SGT-transistoria (Surrounding Gate Transistor) on sanottu ensimmäiseksi GAAFET-transistoriksi.
IBM on esitellyt vuonna 2017 ensimmäisenä viiden nanometrin GAAFET-tekniikkaa. Samsung kutsuu GAAFET-tekniikkaan perustuvaa versiotaan MBCFETiksi, jota se suunnittelee käyttävänsä kolmesta nanometristä eteenpäin. MBCFET on Samsungin rekisteröimä tavaramerkki tekniikalle ja Intel käyttää RibbonFET-nimitystä.

CFET (complementary FET) on 2,5 nanometristä eteenpäin käytettävä tekniikka.

Tekniikka 

On olemassa suuri joukko eri tyyppisiä FET-komponentteja.  Dopingprofiilin mukaan FETit jakautuvat n-tyyppisiin ja p-tyyppisiin. Rakenteeltaan kaksi tärkeintä päätyyppiä ovat MOSFET (metallioksidi-puolijohdekanavatransistori eli eristehilatransistori) ja JFET (liitoskanavatransistori). MOSFETit jaetaan toimintaperiaatteeltaan avaustyyppisiin ja tyhjennystyyppisiin. 

FETeillä on yleensä kolme tai neljä liitosjohtoa: lähde-, nielu-, hila- ja substraattiliitosjohdot. Substraattielektrodi on vain MOSFETillä.

FinFET-transistorilla lähde on sijoitettu pystyyn, joka oli merkittävä muutos vuosikymmeniä käytetystä tasotransistorista. FinFETissä hila ja lähde ovat pystyssä, jolloin hila on lähteen kolmella sivulla (kahdella vierustalla ja yläpuolella). Tekniikalla transistori toimii alhaisemmalla jännitteellä ja pienemmällä virran vuotamisella. FinFETin ja GAAFETin sanotaan olevan 3D-transistoreja (erona tasomaiseen 2D-transistoriin).

GAA (gate-all-around) on tekniikka, jossa hila on kanavan neljän sivun ympärillä. Tekniikkaan viitataan nanojohtimien käytöllä. GAAFETillä on parempi suorituskyky kuin aiemmilla FET-ratkaisuilla, mutta suunnittelu ja valmistus on monimutkaisempaa ja kalliimpaa. Valmistuksessa käytetään vaihtelevia kerroksia, jotka muodostavat perustan nanojohtimille ja nanolevyille.

CFET (complementary FET) on GAA-tekniikan monimutkaisempi tekniikka, jossa pinotaan nFET- ja pFET-johtimia päällekkäin. Perinteisemmässä GAA-tekniikassa on useita p-tyypin johtimia pinottuna päällekkäin.

Katso myös 
 NMOS
 PMOS
 CMOS
 JFET
 MOSFET
 FinFET
 GAAFET

Lähteet

Viitteet

Kirjallisuutta 
 
 

Elektroniikan komponentit
Transistorit