History of Transistor structure change

this is a planar transistor lecture. Transitor History
Transistor의 발명 이래로, 시장의 요구에 따라 계속 발전해 왔다. 고집적, 고효율, 고성능을 목표로 발전을 했으며 사용되는 영역은 군사 안보 분야를 넘어 일반인의 실생활에도 사용되게 되었다. 현재에 이르러서는 양산중인 반도체는 planar transistor와 finfet transistor, Gate All Around transistor가 있다.  

반도체의 발전사 출처 : KLA tencor

planar FET TR의 경우 GATE 한 면으로 E-field를 제어하기 때문에 미세한 컨트롤이 어렵고 전력소모도 심한 편이다.

하지만 finfet TR의 경우엔 GATE 3면으로 E-field를 제어하기 때문에 미세 조정이 가능하고 전력소모도 적다. 그래서 빠른 구동이 가능하다. GAAFET TR의 경우는 4면으로 E-field를 제어하고 다중 bridge를 넣어 더욱 성능을 향상시켰다.

물론 난이도 측면에서는 GAAFET 구현이 가장 어렵다. 이는 Multi Bridge Channel을 구현하기 위한 Lateral Etch 및 MBC formation으로써 SiGe 성장이 기술적으로 난이도가 높기 때문이다. 

Transitor Structure Change

 

현재 high end Tech인 GAA FET을 넘어 V-FET을 구현하려는 테스트가 진행 중이다. GAA FET을 옆으로 눕힌 구조가 될 것이고 더 빠른 성능과 효율적 전력 소모를 가져올 것이다. 다만, Deep Veritcal etch 가 얼마나 균일하게 잘 제어될지가 관건으로 알려져 있다. 그리고 Etch 후 uniform 하게 물질을 채워 넣는 것도 아주 challenge 한 기술이 될 것이다.