모든 chip의 성능과 그 성능을 향상하기 위한 기술은 시장의 요구에 의해서 결정됩니다. 더 빠르면서(고성능), 더 오래가는(저전력 소모) chip을 고객이 원합니다.
이와 같이 multi Vt도 고객의 needs에 의해서 제공되는 경우가 많습니다. chip의 경쟁력을 얻기 위해서는 다양한 vt를 제공해서 최적화된 chip이 되도록 하는 것이 중요합니다.
기본적인 Vt로는 HVT, RVT, LVT, SLVT가 있으며 이는 transistor의 동작 속도 및 전력 소모량으로 구분됩니다.
Vt는 Threshold voltage의 약자로 MOSFET에서 전류가 흐르게 되어 스위치가 켜지는 시점의 전압을 말합니다. Vt가 낮을수록 On상태의 성능은 높아지지만, Off상태의 누설 전류도 증가하는 단점이 있습니다.
HVT는 High Vth로 인해 전력 소비가 줄어들지만, Clock speed에는 최적화되지 않습니다. 전력소모에 중요한 기능이 필요할 때 사용됩니다.
LVT는 Low Vth로 더 많은 전력 소비를 야기하지만 스위칭 타이밍에 최적화되어 clock speed가 빠릅니다. 주로 빠른 연산이 필요할 때 사용됩니다.
RVT는 Regular Voltage th의 약자로 표준(normal) Vth라고도 불리웁니다. HVT와 LVT 간의 trade-off 에 존재하며, 중간 speed 및 중간 전력 소모가 필요할 때 사용됩니다.
이렇게 시장(고객)의 needs에 따라 multi-Vth를 제공하고 있습니다. multi-Vth를 만들어주기 위해 Chip 기술로는 RMG module에서 TiN THK를 조절하여 RVT/LVT/SLVT 간의 Vt 차이를 만들어 주게 됩니다.
그러나, MBCFET 구조로 넘어가게 되면서 etch의 어려움으로 TiN THK control이 더이상 되지 않자 work function 물질을 사용해서 Vt 높여주는 High Work function Dipole물질을 사용하고, Vt를 낮춰주는 Low Work function Dipole물질을 사용합니다.