FinFET, GAA, MBCFET

 

FinFET의 장점

Gate control능력이 좋아짐. 누설전류 줄어듦 > DIBL, GIDL와 같은 Short channel effect가 줄어들었습니다. 누설전류를 효과적으로 줄이면서 저전력 구현이 가능해졌습니다.

단위면적당 구동전류 증가 > 2D보다는 차지하는 공간이 줄어들어서 미세화에 장점을 가집니다. 채널 부분의 높이 조절을 통해서 채널의 크기가 커졌습니다. 따라서 단위 면적당 구동 전류가 증가할 수 있게 되었습니다.

But FinFET의 한계

얇고 높게 세워진 Fin의 구조로 인해서 고도의 Etching 기술을 필요로 하게 되었습니다.

LER(Line Edge Roughness)가 식각공정에서 더 심해지고, 작은 결함도 fin 모양에 심각한 영향을 주게되어 공정 산포가 더 커지게 되었습니다.

웨이퍼가 (100)일 경우, Fin의 옆면은 (110)인데, PMOS의 경우에는 정공이동도가 개선되지만, NMOS의 경우에 전자이동도가 감소되는 문제가 생깁니다. > NMOS를 플랫존에서 45도 회전시켜 FIn 채널 결정면이 (100)을 가지게 해야합니다.

소자의 특성 측면에서 옆면과 윗 면의 Vth가 다를 수 있다.

채널을 늘릴경우 수평으로 늘어나는 점

 

GAA(Gate all around)

수직적층으로 채널수가 늘어나도 하단부 면적은 늘어나지 않습니다.

4면 모두 채널을 control 할 수 있어, Short channel effect가 감소하고 동작 전압을 낮출 수 있다.

채널이 나노 와이어 형태로 구성되어 있다.

 

MBCFET

 수직적층으로 채널수를 늘리는 것을 장점으로 가지고, 전류의 흐름을 원할하게 하기 위해서  와이어형태 대신에 나노 시트 형태로 만들어서 채널 게이트에 닿는 면적을 늘리고자 했습니다.