[디지털투데이 석대건 기자] 어플라이드 머티어리얼즈가 2나노 이하 GAA(게이트올어라운드) 트랜지스터 공정에 특화된 증착 시스템 2종을 14일 공개했다. 현재 AI 컴퓨팅 수요 확대로 반도체 업계는 에너지 효율이 높은 GAA 구조로 전환하고 있다. 여기에 활용되는 GAA 트랜지스터는 내부 3D 구조 형성에 500단계 이상의 공정이 필요하며, 상당수 단계가 원자 크기에 근접하는 허용 오차를 요구한다고 회사는 설명했다.

이번에 공개된 두 시스템은 GAA 공정에서 성능과 전력 효율을 좌우하는 서로 다른 기능과 구조를 각각 담당한다. '프로듀서 프리시전 선택적 질화막 PECVD(플라즈마 강화 화학 기상 증착)'는 인접 트랜지스터를 전기적으로 분리하는 STI(얕은 트렌치 절연) 구조를 보호한다. 업계 최초 선택적 바텀업 증착 방식으로 절연 트렌치 내 실리콘 질화막을 형성해 이후 공정에서 절연 소재가 손상되는 것을 방지하고, 기생 커패시턴스를 낮춰 칩의 와트당 성능을 높인다.

절연 구조 바깥에서는 '엔듀라 트릴리움 ALD(원자층 증착)'가 메탈 게이트 스택을 원자 수준 균일도로 제어한다. GAA 트랜지스터의 게이트 스택은 10나노미터 간격으로 배치된 복수의 수평 나노시트를 완전히 감싸야 한다. 이 시스템은 여러 금속 증착 단계를 단일 플랫폼에 통합해 트랜지스터별 임계 전압을 유연하게 튜닝하며, GAA 구조에 맞춰 일함수 금속과 다이폴 소재 증착 기능을 새로 갖췄다.

프라부 라자 어플라이드 머티어리얼즈 반도체 제품 그룹(SPG) 사장은 "반도체 산업은 기존 리소그래피 기반 칩 스케일링만으로는 한계에 다다른 급격하고 비선형적 변화의 시기에 진입하고 있다"며 "옹스트롬급 첨단 로직 노드에서 성능과 전력 효율은 이제 소재 혁신에 의해 결정된다"고 말했다. 

이어 "새로운 증착 시스템은 어플라이드의 독보적인 재료 공학 분야 리더십을 바탕으로 고객이 AI 컴퓨팅 로드맵의 근간이 되는 핵심 트랜지스터 기술 전환을 실현하도록 지원한다"고 덧붙였다.

• 美·中 AI 격차 좁혀졌다…데이터센터 전력·물 사용 부담도 확대
• 텔레그램, 러시아 전면 차단에 '검열 방지' 맞불
• KB국민은행, 대출 전 과정 소비자보호 체계 강화
• 한국, 스탠포드大 '주목할만한 AI'에서 美·中 이어 세계 3위
• LG, 런던증권거래소그룹-키움증권과 개인 투자자 대상 AI 투자 서비스 출시한다