차세대 트랜지스터를 위한 CasFET 설계

조회 수 1084 댓글 4

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참고/링크	https://www.purdue.edu/newsroom/releases...esign.html

퍼듀 대학의 연구팀은 실리콘 기반 반도체의 수명을 늘려줄 차세대 트랜지스터인 CasFET(Cascade Field Effect Transistor를 만들었습니다.

기존의 트랜지스터는 On 전류가 높아야 하고 Off 전류는 낮아야 하며, 이 둘 사이를 쉽게 전환할 수 있어야 했습니다. 이것 때문에 트랜지스터의 크기를 줄이기가 어려워졌지요. 삼성은 3nm에 GAAFET를 도입해 FinFET를 대체하지만, 그것도 오래 가진 않을 겁니다.

CasFET는 트랜지스터의 전송 방향을 수직으로 배치한 초격자 구조를 도입, 마치 폭포처럼 쏟아지는 형태를 만듭니다. 그래서 캐스케이드라고 하지요. 이는 양자 캐스케이드 레이저에서 학습한 효과를 도입한 것으로 더욱 미세한 전압 제어가 가능해집니다.

현재 CasFET의 프로토타입을 개발 중이며, 이를 실현할 마땅한 재료를 찾고 있습니다. 어느 정도의 성능을 내는지는 공개하지 않았으나 일단 특허는 출원했습니다.

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Comments '4'

냐아 (대충 좋은 소리) 2021.09.23 06:38

한국어로 번역하면 계단식 장효과 트랜지스터라고 볼 수 있겠네요. (cascade를 계단식이라는 이름으로 썼을까요? 적층이라는 의미로 썼을가요?)

QCL에서 비롯된거라고 하면 서브밴드를 몇개 넣냐와 구조적인 문제가 중요할거고, 실리콘에 뭐 High-K 같은걸 첨가할 필요 없다는 이야기일까요?
?
마라톤 2021.09.24 07:50

좋은 정보 감사합니다. ^_^
?
photino65 2021.09.24 19:32

새로운 게 계속 나오네요
?
양반고양이 2021.09.25 03:27

https://patents.google.com/patent/US10763367B2

연구팀 홈페이지에서는 Cascade tunneling field effect transistor 라네요. 특허를 잠깐 훑어보니, 기존 Tunnel FET와 거의 비슷한데 source와 drain 사이 터널링을 하는 부분의 물질을 type II superlattice를 써서 conduction, valence band에 miniband를 많이 만들어서 tunneling을 더 잘 일어나게 한다(=기존 Tunnel FET의 단점이 낮은 on 전류인데 이를 극복)는 게 포인트인 모양이네요. 엄청 쌓여 있는 기존 TFET 연구들 대비 확연히 나은지는 감이 잘 안 오고(양적으로 진짜 전류가 느는지가 일단 의문) 기존 CMOS 공정에 우겨넣을 수 있을지도 의문이라 저는 좀 회의적인데, 뭐 기다려 보면 되겠죠.

다른 구현 방법도 있다고 되어 있지만, 구조는 FinFET과 유사하다고 보시면 됩니다. 즉 그림 좌측이 Source, 우측이 Drain이라고 보면 되고, 전류가 흐르는 방향은 그림에서 y축 방향입니다. superlattice 격자가 놓인 방향과 평행합니다.

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