🧩 補足資料 / Appendix：FinFETとGAAの構造・特性・設計影響の比較まとめ
Comparison Summary of FinFET and GAA (Gate-All-Around) Devices
本資料では、先端ノードCMOS技術における2大トランジスタ構造 ――
FinFET（Fin型トランジスタ） と GAA（Multi-Nanosheet型トランジスタ） について、以下の観点から体系的に比較します。
This appendix compares two advanced CMOS transistor structures — FinFET and GAA Multi-Nanosheet FET — from the following perspectives:
- 構造と製造プロセス / Physical structure & manufacturing
- 電気特性 / Electrical characteristics
- 設計影響 / Design impacts
🔸 比較1：物理構造 / Physical Structure
| 🧱 項目 / Item |
🌀 FinFET |
🌐 GAA Multi-Nanosheet FET |
| チャネル形状 / Channel geometry |
垂直Fin構造 / Vertical fin |
水平ナノシート構造 / Horizontal nanosheet |
| ゲート包囲率 / Gate coverage |
3面（上面＋側面）/ 3 sides |
4面（全面）/ 4 sides (all-around) |
| チャネル数制御 / Drive width control |
Fin本数による / By # of fins |
シート数による / By # of sheets |
| 対応ノード / Applicable nodes |
22nm〜5nm |
5nm〜2nm |
🔸 比較2：製造プロセスの特徴 / Process Characteristics
| 🏭 項目 / Item |
🌀 FinFET |
🌐 GAA |
| チャネル形成 / Channel formation |
Finエッチ＋STI埋込 / Etch + STI |
Si/SiGeエピ＋犠牲層除去 / Si/SiGe Epi + sacrificial layer |
| 難所工程 / Critical steps |
Fin寸法制御 / Fin CD control |
シート選択エッチ / Sheet-selective etch |
| メタルゲート形成 / Gate stack |
リセス＋成膜 / Recess + deposition |
空洞包囲 / Cavity conformal deposition |
| CMP工程 / CMP process |
STI/Poly複数CMP / Multiple CMPs |
多層CMP（Dummy含む）/ Multilayer CMP incl. dummy gate |
🔸 比較3：電気特性（代表値） / Electrical Characteristics (Typical)
| ⚡ 特性項目 / Parameter |
🌀 FinFET |
🌐 GAA |
📝 備考 / Notes |
| SS（Subthreshold Slope） |
~70 mV/dec |
~65 mV/dec |
GAAがより良好 / GAA superior |
| DIBL |
60–80 mV/V |
<50 mV/V |
短チャネル耐性 / Better short-channel |
| オン電流 / Ion |
高 / High |
同等〜高 / Comparable or better |
Depends on W, Nsheet |
| オフ電流 / Ioff |
数nA/µm / Few nA/µm |
数百pA/µm / Sub-nA |
Excellent gate control |
🔸 比較4：設計影響 / Design Implications
| 🧩 項目 / Item |
🌀 FinFET |
🌐 GAA |
| PDK設計単位 / PDK unit |
Fin数 / # of fins |
シート数 / # of sheets |
| ライブラリ構成 / Library types |
2〜4 Finセル / 2–4 fin cells |
3–5シート構成 / 3–5 sheet configs |
| レイアウト自由度 / Layout flexibility |
高 / Matured |
制限あり / More constrained |
| RC抽出 / RC extraction |
Fin寸法支配 / Fin CD dominated |
3D寄生顕著 / More 3D parasitics |
🔸 今後の展望と位置づけ / Future Outlook
| 🚀 観点 / Viewpoint |
🌀 FinFET |
🌐 GAA |
| 技術成熟度 / Maturity |
量産済（Intel 22nm〜）/ Mass-production |
量産中（2nm〜）/ In progress |
| 今後の限界 / Scaling limit |
≧5nm程度 / ~5nm |
2nm以下可 / <2nm capable |
| 次構造との接続 / Path to next |
GAA導入前段階 / Pre-GAA |
CFETや3D-ICへ / Path to CFET, 3D-IC |
📷 図版リンク / Diagram References (予定)
images/finfet_vs_gaa_structure.png：構造断面図 / Structural Cross-sectionimages/finfet_vs_gaa_table.png：比較表まとめ図 / Summary Tableimages/rc_model_finfet_gaa.png：RCモデル差異 / RC Extraction Models
📝 備考 / Notes
本資料は f1_4_comparison.md の補強資料として設計され、FinFETとGAAの技術理解と設計比較を支援します。
詳細プロセス差は以下参照：
©️ 著者・ライセンス / Author & License
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