High-k report

목차

1. Introduction
2. Capacitance in DRAM
3. Gate insulators in MOSFET
4. Conclusion
5. Reference

본문내용

1. Introduction
High-ĸ material은 SiO2에 비해 유전율이 높은 물질을 말하며, ĸ(dielectric constant)는 유전상수를 나타낸다. SiO2는 3.9의 ĸ를 가지고 있으며 아래 식에 의해 ĸ값이 클수록 capacitance가 증가한다.
C= ĸɛ0s/d (ĸ: 유전상수, ɛ0: 진공의 유전율, d: 전극간 거리, s: 표면적)------(1)
현재 많이 사용되고 있는 소자들인 DRAM과 MOSFET에서 scaling down을 진행할 때 고려할 부분은 capacitance이다. 경제, 성능면에서 이득을 가지기 위해서는 필연적으로 scaling down이 진행되어야 하는데 위 식에서 볼 수 있듯이 표면적이 줄어들게 되면 capacitance도 줄어든다. 이미 한계에 다다른 구조적인 면에서의 발전보다 유전상수가 높은 물질을 이용하여 scaling down하는 것이 효율적인 방법이다.

2. Capacitance in DRAM
DRAM은 컴퓨터의 주기억장치로 사용되고 있는 반도체 소자로 가장 널러 사용되고 있는 메모리이다. 스위치 역할을 하는 1개의 Transistor와 전하를 저장하는 1개의 capacitor로 구성되어 있다. 이들의 사이즈를 줄임으로서 집적도를 높일 수 있는데 여기서 capacitor의 표면적이 줄어들어 DRAM의 용량이 줄어드는 문제가 발생하고 더불어 cell transistor의 junction leakage current도 있다. 메모리의 용량을 증가시키기 위해 구조적으로 planar, Box, HSG, OCS 등 여러 발전이 있었지만 그것만으로는 한계가 분명했고, 유전상수도 같이 증가시켜야 했다. Transistor의 문제는 뒤에서 다루기로 한다.

참고 자료

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