简单来说，无论是 UTB-SOI还是 FinFET，它们都是利用栅控制很薄的硅沟道薄膜。为什么UTB-SOI 和FinFET要把硅沟道薄膜的厚度制造得很薄，它的原理是什么呢？这可以从MOSFET的能带图去理解，MOSFET 的剖面图如图2-54所示，MOSFET 处于关闭状态时沟道区域和衬底区域的能带图如图2-55所示，图2-55a 是沟道距离栅极X_a≤0.25L_g的沟道区域的能带图，栅极对该区域的沟道形成有效的控制，漏极的电压V_d不足以导致沟道的势垒高度降低。图2-55b 是距离栅极X_b>0.25L_g的沟道区域的能带图，它距离栅极较远，栅极对该区域的沟道没有形成有效的控制，由于短沟道效应中 DIBL效应导致沟道区域的势垒高度降低了Φ_DIBL，虽然 MOSFET处于关闭状态，但是电子依然很容易越过势垒，在沟道的正下方会形成漏电流。为了有效地抑制短沟道效应，必须设法使沟道中任何点到栅的距离在X_a≤0.25L_g的范围内。L_g是器件的沟道长度。

图2-56所示为 MOSFET 向 UTB-SOI 和FinFET发展图。为了有效地抑制短沟道效应，依据平面 MOSFET的结构，UTB-SOI 是通过超薄绝缘层把 MOSFET 中距离栅极大于0.25L_g的沟道区域与源漏极隔离，从而改善短沟道效应。FinFET 是直接把MOSFET中距离栅极一定范围的沟道提取出来，形成凸起的高而薄的鳍，高而薄的鳍就是 FinFET 的沟道，FinFET的栅极则是三面包围着沟道，能通过三面的栅极控制沟道的导通与关断，加强栅极对沟道的控制，鳍的厚度在0.67L_g左右。

三维立体型 FinFET与平面型MOSFET 的主要区别是 MOSFET 的栅极位于沟道的正上方，只能在栅极的一侧控制沟道的导通与关断，栅极、源极和漏极都在一个平面。而FinFET的栅极则是三面包围着沟道，能通过三面的栅极控制沟道的导通与关断，栅极成类似鱼鳍的叉状3D架构，栅极、源极和漏极不在一个平面。FinFET的沟道是由衬底凸起的高而薄的鳍构成，源漏两极分别在其两端，沟道的三面紧贴栅极的侧壁，这种鳍型结构的沟道厚度很小只有0.67L_g左右，所以沟道内部与栅的距离也相应缩小，同时栅与沟道的接触面积也增大，最终加强了栅对整个沟道的控制，也可以有效地抑制器件短沟道效应，减小亚阈值漏电流。FinFET无需高掺杂沟道，离散的杂质离子的散射效应也得到了有效的降低，与重掺杂的平面型 MOSFET相比，载流子的迁移率将会大幅提升，所以 FinFET的速度也将大幅提升。

UTB-SOI 与平面型 MOSFET 的主要区别是 MOSFET 的沟道与衬底是相互连接在一起的，栅极不能强有效地控制远离栅极的衬底，源漏会在远离栅的衬底的区域形成漏电流，短沟道效应严重影响 MOSFET的性能。UTB-SOI 的沟道与衬底是通过氧化埋层隔离的，UTB-SOI 的沟道非常薄，它只有0.25L_g，栅极可以有效地控制沟道导通和关断，抑制短沟道效应，减小亚阈值漏电流。UTB-SOI 也无需高掺杂沟道，所以也可以有效地降低离散的杂质离子的散射效应，与重掺杂的平面型 MOSFET 相比，它载流子的迁移率将会大幅提升，UTB-SOI 的速度也将大幅改善。

图2-57所示为25nm UTB-SOI NMOS 和PMOS 的剖面图，它的沟道厚度只有5nm，所以栅极可以有效地控制沟道，改善短沟道效应。NMOS 的源漏有源区是外延生长的SiC应变材料，SiC应变材料可以在NMOS 的沟道产生张应力，提高电子的迁移率，最终提高 NMOS 的速度。PMOS 的源漏有源区是外延生长的SiGe 材料，SiGe 应变材料可以在PMOS的沟道产生压应力，提高空穴的迁移率，最终提高PMOS 的速度。凸起的源和漏有源区可以形成更厚的 Salicide 和增大源漏的接触面积，可以降低 NMOS 源和漏的接触电阻。

体 FinFET与SOI FinFET 相比，体 FinFET的衬底是体硅晶圆，SOI FinFET的衬底是SOI晶圆，体硅衬底比SOI 衬底具有更低的缺陷密度和更低的成本。此外，由于SOI 衬底中氧化埋层的热传导率较低，体硅衬底的散热性能要优于 SOI 衬底，所以 SOI FinFET 在高功耗领域的应用受到限制。SOI FinFET 比体 FinFET 具有较低的寄生结电容，SOI FinFET 在高频和低功耗领域更具优势。

UTB-SOI 与 SOI FinFET相比，它们的衬底都是SOI 晶圆，所以在寄生结电容方面是类似的。UTB-SOI 仍采用平面型晶体管工艺技术，所以 UTB-SOI 与平面 MOSFET 是兼容的，它们的工艺制造流程类似，而SOI FinFET 和体FinFET是立体结构，它们的工艺是立体晶体管工艺技术，在工艺实现上要比 UTB-SOI 复杂，成本也比 UTB-SOI高很多，所以UTB-SOI 在研发上更简单更具有优势，而实现 FinFET技术将是一个巨大挑战。与 SOI Fin-FET的应用领域类似，UTB-SOI 主要应用在频率较高和低功耗的领域，例如物联网和移动设备等。