트랜지스터의 구조 변화 | GAA 구조

트랜지스터 구조 변화의 필요성

트랜지스터는 반도체를 구성하는 주요 소자로 전류의 흐름을 조절하여 증폭하거나 스위치 역할을 수행합니다. 반도체 칩 하나에 이러한 트랜지스터가 수천 만에서 수억 개 들어가는 초고집적회로 시대를 맞이하여 트랜지스터의 크기도 점차 작아졌습니다. 또한 작은 크기의 트랜지스터를 정밀하게 컨트롤해야 할 필요성이 생겼습니다.

Planer 구조 -> FinFET 구조

가장 초기에 사용한 트랜지스터는 평판(Planar) 트랜지스터입니다. 게이트와 채널이 하나의 면으로 맞닿아있는 평면 구조로, 트랜지스터의 미세화에 따라 소스와 드레인 사이 거리가 가까워져 누설전류가 발생하는 단채널(Short Channel) 현상이 발생하는 등 동작전압을 낮추는 데 한계가 존재했습니다.

이를 개선하기 위해 등장한 구조가 FinFET 구조입니다. 게이트와 채널 간 접하는 면이 넓을수록 그 효율이 높아진다는 점을 이용한 구조입니다. FinFET 구조는 게이트와 채널이 3개의 면에서 맞닿습니다.

GAA (Gate-All-Around) 구조

FinFET 트랜지스터 역시 4나노 이후의 공정에서 동작전압을 줄일 수 없다는 한계가 발생했습니다. 3나노 이하 초미세 회로에는 게이트와 채널이 4개의 면에서 맞닿는 GAA 구조의 트랜지스터를 도입할 예정입니다.

 

추가적으로 삼성이 발표한 더 발전된 트랜지스터 구조는 MBCFET(Multi Bridge Channel FET)로, 채널의 단면의 지름을 늘려 충분한 전류를 얻는 데 도움을 주는 구조입니다.

 

출처: https://www.samsungsemiconstory.com/kr/%EC%B0%A8%EC%84%B8%EB%8C%80-%EB%B0%98%EB%8F%84%EC%B2%B4%EB%A5%BC-%EC%9C%84%ED%95%9C-%EC%B0%A8%EC%84%B8%EB%8C%80-%EA%B3%B5%EC%A0%95-gaa-%EA%B5%AC%EC%A1%B0-%ED%8A%B8%EB%9E%9C%EC%A7%80/