- 3차원 Fin형 게르마늄트랜지스터 최초 개발 -- 토호쿠대학, 실리콘급 성능
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- 기사일자 2016.12.6
- 신문사 일간공업신문
- 게재면 23면
- 작성자hjtic
- 날짜2016-12-13 09:34:26
- 조회수844
3차원 Fin형 게르마늄트랜지스터 개발
토호쿠대학, 실리콘급 성능 -- 중성 양자 빔으로 가공
토호쿠대학(東北大学) 원자분자재료과학고등연구기구의 사무카와 교수는, 대만의 국립교통대학, 국립나노디바이스연구소와 공동으로, 10나노미터 세대 이후의 3차원 핀(Fin, 지느러미) 형태의 게르마늄 트랜지스터를 세계에서 처음으로 개발했다. 독자개발의 중성양자빔 기술을 사용하여, 돌기형(Peaking) 구조에 내장하는 실리콘과 동등한 성능으로 높였다. 미국 샌프란시스코에서 열리고 있는「국제전자디바이스회의(IEDM)」에서 발표한다.
사무카와 교수는, 기존의 플라즈마 가공이 아닌, 실온에서 사용할 수 있는 동시에 손상이 적은 중성양자빔 가공을 사용한 게르마늄 트랜지스터의 제작법을 확립했다. 게르마늄은 실리콘과 비교하여, 3차원 가공시의 형상의 제어가 어렵고, 플라즈마 가공으로 인한 결함이 발생하는 등의 과제를 가지고 있었다.
게르마늄의 가공과 산화프로세스에 중성양자빔을 활용하여, 채널재료에 게르마늄을 사용한, 얇은 지느러미 상태의 핀 폭이 6나노미터의 3차원 게르마늄 트랜지스터를 시작했다. 중성양자빔의 이용으로 인해, 결함은 100분의 1 이하로 줄었다.
게다가, 통상의 3차원 트랜지스터는 직사각형이지만, 이번, 중성양자빔 가공의 제어성을 살리고, 채널구조의 상부를 가늘게 한 삼각형상의 돌기형 구조에 내장하는 것에 성공했다. 이러한 연구로 인해, 전류가 집중되는 것을 막는 등, 종래의 게르마늄 트랜지스터와 비교하여 전류가 약 6배로 향상되었다.
트랜지스터의 성능의 지표인「Subthreshold Swing(SS)」는, 실리콘에 가까운 수준에 달하고, 온오프의 전류비는 10의 5승 이상으로 실용화 수준을 확보했다.
현재의 실리콘 트랜지스터는 미세화의 한계에 도달하고 있고, 2020년 이후는 차세대재료로서 게르마늄이 유력시되고 있다. 종래의 게르마늄 트랜지스터는 핀 폭이 10나노미터 이상 이고, SS도 실리콘의 수준에는 미치지 못했다.
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