박준영 기자 | 기자 2026년 04월 14일
Trillium ALD 및 Precision 선택적 질화막 시스템의 GAA 트랜지스터 적용
전 세계 첨단 반도체 및 디스플레이를 위한 재료 공학 솔루션 선도 기업 어플라이드 머티어리얼즈가 최첨단 로직 칩의 가장 미세한 구조를 형성하기 위한 두 가지 새로운 칩 제조 시스템을 발표했습니다.
원자 수준의 정밀도로 소재 증착을 제어하는 이 기술은 글로벌 AI 인프라 구축 속도에 맞춰 더 빠르고 전력 효율적인 트랜지스터를 대규모로 제조할 수 있도록 지원합니다.
AI 컴퓨팅 수요 급증에 따라 반도체 산업은 프로세서 칩에 집적된 수천억 개 트랜지스터에서 높은 에너지 효율 성능을 끌어내기 위해 스케일링 한계에 도전하고 있습니다. 이에 전 세계 선도적인 로직 칩 제조사들은 2나노 이하 공정에서 새로운 GAA(게이트올어라운드) 트랜지스터를 도입하고 있습니다. GAA 전환은 동일 전력에서 훨씬 높은 성능을 구현하지만, 공정 복잡도도 크게 증가합니다. GAA 트랜지스터 내부의 복잡한 3D 구조를 형성하려면 500개 이상의 공정 단계가 필요합니다.
Producer™ Precision™ 선택적 질화막 PECVD 시스템
차세대 AI GPU는 우표 크기 면적에 3000억 개 이상의 트랜지스터를 집적할 것으로 예상됩니다. 절연 없이는 인접 트랜지스터 사이에서 '기생 커패시턴스(Parasitic Capacitance)'가 발생해 신호 속도를 저하시키고 전력을 낭비합니다.
Precision 선택적 질화막 PECVD 시스템은 업계 최초의 선택적 바텀업(bottom-up) 증착 공정으로 트렌치 내 필요한 위치에만 실리콘 질화막을 형성합니다. 이 공정은 하부막이나 구조에 손상을 주지 않는 저온에서 수행되며, 절연 트렌치의 원래 형상과 높이를 보존해 기생 커패시턴스를 감소시키고 전체 소자 성능을 향상시킵니다. 선도적인 로직 칩 제조사들이 현재 2나노 이하 GAA 공정 노드에서 이 시스템을 채택하고 있습니다.
Endura™ Trillium™ ALD 시스템
Trillium ALD 시스템은 가장 복잡한 GAA 트랜지스터 게이트 스택에 금속을 정밀하게 증착하기 위해 설계된 통합 재료 솔루션(IMS)입니다. 각 GAA 트랜지스터의 게이트 스택은 약 10나노미터, 즉 사람 머리카락 너비의 약 1만분의 1 간격으로 배치된 여러 개의 수평 나노시트를 완전히 감싸야 합니다. 여러 금속 증착 단계를 단일 플랫폼에 통합함으로써 칩 제조사가 다양한 트랜지스터의 임계 전압을 유연하게 튜닝할 수 있도록 지원합니다.
Trillium은 반도체 산업 역사상 가장 성공적인 메탈 증착 시스템인 Endura 플랫폼 기반으로 초고진공을 생성·유지합니다. 옹스트롬 수준의 메탈 게이트 스택 두께 제어를 통해 첨단 GAA 트랜지스터가 요구하는 튜닝 유연성과 신뢰성을 제공합니다.
프라부 라자(Prabu Raja) 어플라이드 머티어리얼즈 반도체 제품 그룹(SPG) 사장은 "옹스트롬급 첨단 로직 노드에서 성능과 전력 효율은 이제 소재 혁신에 의해 결정된다"며 "새로운 증착 시스템은 어플라이드의 독보적인 재료 공학 분야 리더십을 바탕으로 고객이 AI 컴퓨팅 로드맵의 근간이 되는 핵심 트랜지스터 기술 전환을 실현하도록 지원한다"고 밝혔습니다.