[공부]CFET와 Forksheet

이번 시간에는 MBCFET다음 세대인 CFET와 Forksheet에 대해 알아보겠습니다!

 

CFET

CFET(Complementary Field-Effect Transistor)은 CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) 기술에서 사용되는 반도체 소자입니다. CMOS 기술은 디지털 반도체 기술의 중요한 부분이며, 대부분의 현대 반도체 집적회로는 CMOS 기술을 기반으로 합니다.
 
CFET는 P형(P-type) 반도체 소자와 N형(N-type) 반도체 소자의 조합으로 이루어집니다. 각각의 소자는 MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) 구조를 가지며, MOSFET은 게이트(Gate), 드레인(Drain), 소스(Source)로 구성되어 있습니다.
 
P형 MOSFET은 P형 반도체 소자를 기반으로 하며, N형 MOSFET은 N형 반도체 소자를 기반으로 합니다. P형 MOSFET의 게이트는 N형 반도체로 만들어져 있고, N형 MOSFET의 게이트는 P형 반도체로 만들어집니다. 이렇게 반대로 구성된 MOSFET 두 개를 CFET로 결합하면, 전기적으로 서로 보완하면서 동작하는 구조를 가지게 됩니다.
 
CFET의 동작 원리는 입력 신호에 따라 P형 MOSFET와 N형 MOSFET의 상태를 조절하여 전기적으로 연결된 전압 또는 전류를 제어하는 것입니다. P형 MOSFET와 N형 MOSFET는 전기적으로 서로 반대 방향으로 동작하기 때문에 하나는 끄고(Off), 다른 하나는 켜는(On) 역할을 수행합니다. 이렇게 서로 보완하는 특성으로 인해 CFET는 대부분의 시간에 전력을 소모하지 않으면서 빠른 속도와 안정성을 제공합니다.
 
CFET는 주로 CMOS 집적회로 설계에서 사용되며, 디지털 논리 회로, 마이크로프로세서, 메모리 등 다양한 디지털 반도체 제품에 적용됩니다. CMOS 기술은 소비 전력이 적고, 높은 속도로 동작하는 특성으로 인해 현대 반도체 기술의 주요한 토대를 이루고 있습니다. 따라서 CFET는 CMOS 기술에서 효율적이고 안정적인 반도체 소자로서 널리 사용되고 있습니다.
 

출처:https://www.allaboutcircuits.com/uploads/thumbnails/CFETs_Feature.jpg

Forksheet

 
먼저, 포크시트(Forksheet)는 주로 고전도성 화합물 반도체인 갈륨질화물(GaN, Gallium Nitride)을 사용하여 제조된 반도체 소자입니다. 포크시트는 전압이 변화할 때 특정 주파수에서 공진(Resonance)을 발생시키는 소자로서, 고주파 응용과 전력 전자기기에 사용됩니다.
 
포크시트의 이름은 영어 단어 "fork"와 "sheet"의 조합으로, 그 모양이 포크(떼어진 선)와 시트(시트 형태)의 형태를 닮았기 때문에 지어진 이름입니다. 포크시트는 일반적으로 막 반도체 소자로 제조되며, 반도체 기판 위에 얇은 막을 형성하여 제작됩니다.
 
포크시트는 고주파 트랜지스터의 개발과 고주파 응용 분야에서 주로 사용됩니다. 그 이유는 다음과 같습니다:

• 높은 전기 전도성: 갈륨질화물(GaN)은 고전도성 화합물로, 높은 전류 밀도를 처리할 수 있습니다. 이로 인해 포크시트는 높은 전력 및 전류를 다루는 데 특화되어 있습니다.
• 고주파 특성: 포크시트는 빠른 속도로 반응하고 높은 주파수에서도 우수한 성능을 제공합니다. 이러한 특성으로 인해 고주파 응용 분야에서 활용됩니다.
• 높은 열안정성: 갈륨질화물은 고온에서도 안정적으로 동작하는 높은 열안정성을 가지고 있습니다. 따라서 고온 응용 분야에서 사용될 수 있습니다.
• 고전력 응용: 포크시트는 높은 전력 응용 분야에서 특히 유용하며, 고속 충전, 전력 변환기 등에 활용됩니다.
• 높은 효율성: 포크시트를 사용하여 만든 전자기기는 높은 효율성을 가질 수 있습니다. 이는 에너지의 손실을 줄이고 전력 사용을 최적화하는 데 도움이 됩니다.

이러한 특성으로 인해 포크시트는 무선 통신, 레이더, 5G 통신, 고속 전력 반도체, 자동차 충전 시스템 등 다양한 분야에서 활용되고 있습니다. 포크시트는 현대 고주파 반도체 기술과 무선 통신 기술의 발전에 중요한 역할을 하고 있으며, 높은 주파수와 전력을 요구하는 응용 분야에서 점점 더 중요해지고 있습니다.
 
이젠 GAA와 MBCFET를 넘어 미세화에 따른 물리적은 한계를 극복하기 위해 많은 연구가 진행되고 있어요.
반도체에서 기술은 곧 목숨과 같은것 같네요
 

다음시간에도 다른 정보를 가지고 오겠습니다!