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최첨단 FinFET SRAM 집적화 기술

전문가 제언: ○ HKMG(high-k/metal gate) 소재로 개발된 셀은 차세대 기술로서 평면FET(planar FET)에 비하여 여러 가지 장점이 있다. SRAM 셀은 마이크로프로세서와 같은 대부분의 시스템 레벨, LSI회로에서 회로부품으로 사용되고, 더욱 소형의 SRAM 셀은 프로세서의 소형화, 고속화와 소비전력 감소를 가져온다.

○ SRAM 셀을 평면 Tr(planar transistor)를 사용하여 생성할 때 Tr 크기를 줄이기 위해 IC제작자는 일반적으로 소자에 더 많은 불순물을 도핑 하여 특성을 조정한다. 그러나 이러한 조정은 불필요한 변동성을 조성하고 SRAM 안정성을 해친다. 이러한 문제는 22㎚ 기술노드 및 그 이하에서 특히 치명적이다. FinFET(Fin-shaped Field Effect Transistor)의 사용은 특성변동 없이 SRAM 셀 크기를 감소할 수 있는 대안이 된다.

○ Toshiba, IBM 등은 이러한 HKMG를 사용하는 매우 소형화된 FinFET SRAM 셀을 2008년도에 제작 발표한 바 있다. 이러한 고 스케일링 FinFET SRAM의 제작성공으로 22㎚ 노드 및 그 이하에서 SRAM에 대한 트랜지스터 구조로서 FinFET가 자리를 차지하게 되었다. 그러나 이러한 기술은 본고에서 기술한 바와 같이 SRAM의 안정성 요건을 만족하기 위해서는 구조적 변동성(variability), 소스/드레인 엑스텐션 층 등의 불순물 프로파일의 불균일성 및 물성적 불균일성 등을 고려한 최적화 기술이 필요하게 된다.

○ 국내의 경우 KAIST와 나노종합팹센터는 테라급 차세대 반도체소자 적용이 가능한 새로운 구조의 3차원 3㎚급 '나노전자소자(FinFET)를 공동 개발하는 데 성공했다고 2006년 발표한 바 있다. 이종호 서울대 전기공학부 교수는 금년 5월 인텔이 발표한 3D 반도체 공정기술인 ‘트라이 게이트 모스펫(tri-gate MOSFET)'과 동일한 기술인 ’벌크 핀펫(bulk FinFET)‘에 대한 국내와 미국 특허를 보유한 것으로 알려져 있다. 그러나 FinFET SRAM에 대한 최근 국내기술 개발은 보고된 바가 없어 앞으로 차세대 소자로서 이 분야에 대한 연구개발이 촉구되는 바이다.

저자: Hirohisa Kawasaki
자료유형: 학술정보