실리콘 트랜지스타의 발자취와 미래

전문가 제언

○ 반세기를 넘는 실리콘 트랜지스터의 개발역사와 첨단 CMOS 디바이스기술, 응용을 확대하는 다기능화(More than Moore)기술에 대해서 기술된다. 첨단 CMOS 디바이스는 EUV노광기술과 자기조직화에 의한 형상형성기술과 분포·결함억제기술의 진화에 의해 더욱 미세화가 발전된다. 한편 응용확대를 위해 다기능화 기술도 모듈로 한 집적화가 필요하며 어느 것에서도 저 소비전력화 및 열적으로 설계고도화가 필수이다.

 

○ 3D구조인 Tri-gate FET가 채용되는 22nm노드의 다음세대에는 더욱 단위채널 폭 당의 구동전류를 높이기 입체적인 최적 배치구조가 필요하며 복잡한 구조에서 기생저항, 용량의 증대가 큰 문제이다. Ⅲ-Ⅵ 족반도체, Ge 등이 채널재료는 아직 양산단계에 이르지 못하고 있으며 생산에 적용되는 밴드 갭이 작고 이동도·포화속도가 높은 새로운 재료 및 공정개발이 요청된다.

 

○ 삼성전자는 평면으로 배열하던 셀을 수직으로 쌓아올려 최초로 ‘3차원 낸드플래시 메모리’의 생산에 성공함으로 10nm 시대를 열었다. 시스템반도체와 D램도 곧 10나노대에 진입이 예상된다(전자신문 2014. 3. 27). KAIST의 정태희 교수팀은 이온빔으로 2차 스퍼터링을 이용해서 반도체 및 나노전자소자에 핵심기술인 10nm 고분해능 패턴을 대면적에 적용할 수 있는 기술을 개발했다(Nano Letters 2013.8.17.) 이 반도체 미세화기술은 반도체 용량증대에 크게 기여할 것으로 예상된다.

 

○ 20~40nm 반도체에서는 193nm(ArF) 파장이 사용되며 앞으로 시대는 13.5nm 파장의 EUV가 주도할 것이다. 삼성은 반도체의 집적도가 높이는 차세대반도체의 핵심기술을 개발하는 세계 최대 노광회사인 ASML에 인텔과 TSMC에 이어 약 1.1조 원을 투자했다. 실리콘을 대체할 가능성이 높은 재료로 그래핀에 대한 연구가 한국을 포함해서 세계적으로 추진되고 있다. 한국에서 먼저 상용화로 시장을 선점할 수 있는 민관의 긴밀한 협력이 요구되며 반도체 시장의 80%를 차지하는 시스템반도체 분야의 시장에 진입하기 위한 글로벌 M&A 전략이 요구된다.

저자

若林 整

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2013

권(호)

82(4)

잡지명

應用物理

과학기술
표준분류

재료

페이지

292~298

분석자

박*식

분석물

• 실리콘 트랜지스터의 발자취와 미래.pdf [205,559 byte]

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