TiN/HfO2 게이트스택을 도입한 100nm 이하급 UTB-FDSOI의 고주파 성능

전문가 제언

○ CMOS 미세화 공정에 고유전율 절연막과 메탈 게이트(MGHK : metal gate/high-k) 스택 기술의 적용이 CMOS의 성능을 향상시키면서 스케일링을 지속하기 위한 핵심기술로 자리 잡아가고 있다.

? 그 이유로는 트랜지스터의 최소 선폭이 100nm 이하로 빠르게 줄어들면서 소자의 축소화가 물리적 한계에 직면하고 있기 때문이다. 특히 게이트 절연막(SiO2)의 최소 두께가 2nm 이하로 감소하면서 게이트 산화막을 집적 터널링하는 전자에 의해 누설전류의 급격한 증가가 초래되고 있는 상황이다.

○ 특히 고유전율 절연막과 메탈 게이트 스택 기술은 이미 지난 2007년 11월 말 발매된 인텔의 45nm 공정 세대 마이크로프로세서에 실제 도입되면서 실용화 관점에서도 많은 주목을 받은 바 있다. 또한 미드갭 일함수에 적합한 thin-body Si FDSOI의 경우에는 프랑스의 Cea-Leti가 IEDM에서 발표한 것처럼 TiN/HfO2 구조를 이용하는 기술이 상용화 수준에 도달한 것으로 보고하고 있다.

○ 최근 이러한 기술적 배경을 바탕으로 2009년 4월 삼성전자가 미국 IBM 등과 손잡고 HK/MG(High-K Metal Gate) 절연체 기술 기반의 28나노(nm) 저전력 로직공정에 대한 공동개발을 추진하고 있다.

○ 본고에서 살펴본 HK/MG를 적용한 UTB-FDSOI의 소자특성은 메모리회로를 포함하여 디지털, 아날로그 및 고주파회로의 응용에 있어 중요한 참고자료가 될 것으로 여겨진다. 특히 아직 고주파 영역에서 UTB-FDSOI의 기반연구가 미미한 현재, 제시한 주요 기생성분(RS, RD, RG)과 fT 및 fMAX의 고찰은 차후 통신회로 설계에 직접적인 도움이 될 것으로 사료된다.

저자

Tao Chuan Lim, Olivier Rozeau, Christel Buj, Michel Paccaud, Sylvie Lepilliet Gilles Dambrine, Francois Danneville

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

정보통신

연도

2009

권(호)

53(4)

잡지명

Solid-State Electronics

과학기술
표준분류

정보통신

페이지

433~437

분석자

황*룡

분석물

• TiN,HfO2 게이트스택을 도입한 100nm 이하급 UTB-FDSOI의 고주파 성능.pdf [382,869 byte]

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