CMOS——短沟道效应详细分析-KIA MOS管
什么是短沟道效应？
在半导体的制造中，始终遵循着摩尔定律，于是集成电路的尺寸持续减小，于是MOSFET的沟道长度也相应地缩短，这就导致了MOSFET管中的S和D（源和漏）的距离越来越短；
因此栅极对沟道的控制能力变差，这就意味着栅极电压夹断（pinch off）沟道的难度变大，于是使得亚阈值漏电（subthreshold leakage）现象，即短沟道效应（short-channel effect）更加容易发生。
胡正明教授对此给了个非常容易理解的例子：当一条水管很长的时候，那么用一块石头就可以很容易将其堵住（或者踩一脚），但是，当它很短的时候，这块石头就可能堵不住水管了，因为它可能放不下了，这就对应上段说的，沟道越短越难堵住电流（防止漏电）。
短沟道效应影响因素
有下列五种，简单讲就是沟道短了容易漏电
（1）由于电源电压没能按比例缩小而引起的电场增大;
（2）内建电势既不能按比例缩小又不能忽略;
（3）源漏结深不能也不容易按比例减小;
（4）衬底掺杂浓度的增加引起载流子迁移率的降低;
（5）亚阈值斜率不能按比例缩小
为了减小短沟道效应的影响，提出了应变硅技术、高K电介质氧化层、金属栅、SOI等新方法以改善器件性能。
然而，在28 nm以下工艺节点，平面MOSFET器件结构中，栅极对沟道的有效控制面临严峻挑战，而革新的三维立体器件结构，如Fin FET结构具有更有效的栅极控制，可获得更优异的器件性能。
为什么增加沟道接触面可以缓解短沟道的发生? 也就是下面FinFET工艺原文中实验部分的证明。
FinFET工艺
鳍式场效应晶体管FinFET的概念最初源于双栅MOS晶体管的构想，通过增加栅极与沟道的接触面积来增强对导电沟道的控制。
下面是FinFET的立体模型（三鳍）：
由于沟道接触面的增长，可以从一定程度上缓解短沟道效应，从而将芯片制程继续下探；
三星有个改良版——GAA(gate all around)，它大概长这样，可以清楚看到，思路大体上还是不变的，沟道面积计算由之前的3面变成4面而已。
总结
沟道短了——短沟道效应——新材料、FinFET工艺等缓解（k值（介电常数）与面积）
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