[공부] FINFET

FINFET이란

이번 시간에는 지난 시간의 반도체 미세화에 이어, 물리적 한계를 넘기 위한 공정방법에 대해  알아볼게요!

 

세계 반도체 경쟁 중 대표적인 분야가 초미세 공정입니다. 반도체 회로가 작을수록 소비전력은 줄어들고, 정보처리 속도는 빨라진다. 세계 주요 반도체 회사들이 초미세공정 경쟁을 벌이는 이유다.  반도체 칩 하나에는 수십억 개 이상의 트랜지스터가 들어 있어 있고, 전자가 양단의 폭 사이를 지나가거나 안 지나가거나로 스위치 역할을 하며 그 간격이 짧을수록 소자의 동작이 빨라집니다!

 

출처:https://www.skcareersjournal.com/2689

 

하지만 문제는 이러한 양단의 폭 즉 채널(Channel)의 폭을 줄일수록 문제가 발생하기 시작했습니다. 그 문제는 바로 

Short Channel Effect입니다. Short Channel Effect는 반도체 미세화로 Channel length가 작아, source와 drain사이의 거리가 너무 가까워져 Off-Current가 증가함에 따라서 Breakdown voltage가 감소하고 Saturation 특성을 보이지 않고 Drain Voltage값에 따라서 Current가 계속해서 커지는 현상을 의미해요. 간단히 말하면 Leakage Current(누설전류)가 증가한다고 생각하면되고, 누설전류가 커지면 당연히 전력 손실도 커지겠죠?

 

이러한 Leakage current를 줄이기 위해서는 Gate를 control하는 방법을 찾았는데 그것이 바로 FINFET였습니다!

출처:https://image.semiconductor.samsung.com/image/samsung/p6/semiconductor-kr/support/tools-resources/dictionary/semiconductor-glossary-fin-field-effect-transistor-finfet-process_1_pc.png?$ORIGIN_PNG$

 

Gate의 면적을 늘려 Channel을 더 쉽게 control하기 위해 3D 구조로 만들어진 MOSFET입니다. FINFET에서 FIN은 지느러미와 닮아서 저렇게 불렸다고 하네요 ㅎㅎ 이러한 구조를 통해 Short Channel Effet를 개선할 수 있었고, 물리적인 한계를 극복하려고 하고 있습니다.

 

하지만 이러한 3개의 Gate 면으로도 점점 작아지는 반도체의 Short Channel Effect를 제어하기 힘들어졌고, 결국 4개의 면을 Gate로 감싸는 Gate-All-Around(GAA) 와 Multi Bridge Channel + FET(MBCFET)를 통해 증가하는 leakage current를 제어하려고 하고있습니다.

 

다음시간에는 GAA 와 MBCFET에 대해 자세히 알아볼게요!오늘도 어려운 반도체 시장에서 취업하기 위해 하나하나 공부해 나가요!