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반도체 산업 지도

PNP BJT / NPN BJT

P형 MOSFET / N형 MOSFET

PN다이오드/ BJT/ MOSFET

선폭은 MOSFET에서 소스와 드레인 사이의 거리를 의미한다.

칩의 크기가 작아짐에 따른 효과.

반도체 소자를 작게 만들면, 한 한장의 웨이퍼에서 더 많은 칩을 만들 수 있을 뿐만 아니라, 버려지는 웨이퍼의 크기도 줄어든다. 칩 크기가 작아지면 소비 전력까지 줄일 수 있으니 미세 공정의 일석삼조 효과 (고성능, 높은 경제성, 낮은 소비전력)가 있다.

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Planar FET, FinFET, GAAFET

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But, 소자의 크기가 작아지면서 문제도 발생되는데, 대표적인 문제가 바로 누설전류이다.

MOSFET의 소스와 드레인 사이에 전류가 흐르면 ON, 그렇지 않으면 OFF인데,

반도체가 OFF 상태임에도 불구하고 소스와 드레인 사이에 전류가 흐르는 현상을 말한다.

누설전류가 생기면 반도체가 스위치 기능을 제대로 수행하지 못할 뿐 아니라, 불필요한 전력이 낭비된다.

저전력 구동이 중요해진 최근트렌드와 맞지 않다.

1. 최초의 반도체 소자는 평면 Planar 구조였다. 그러나 이 구조로는 누설 전류를 완벽히 차단하기는 어렵다.
2. 3차원 구조를 갖는 FinFET 이 개발 되면서 이 단점을 보완함. 물고기의 지느러미(Fin) 형태를 를가진 구조를 만들고, 이 구조를 게이트가 감싸는 형태의 MOSFET이다. 소스와 드레인 간 거리가 짧더라도, 채널의 세 면을 감싸고 있는 게이트 덕에 누설 전류를 조금 더 낮출 수 있다. 앞의 평면구조의 한면을 막을때보다 핀펫은 세면을 모두 막기 때문에 누설전류를 더 차단 하는 원리인 것이다.
3. 그렇다면, 네 면을 막으면 어떨까? 그것이 GAAFET 이다. 게이트가 네 면을 모두 감싸는 형태(Gate-All-Around)로 누설 전류를 더 효과적으로 제어할 수 있다. 또한 게이트가 네 면을 감싸고 있어 같은 면적에 더 많은 채널과 반도체 소자를 집적할 수 있는 장점도 있다.

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