시뮬레이션으로 GAAFET 누설 경로 규명 (샌디아, 룩셈부르크)
🇰🇷 한글 번역
산디아 국립연구소와 룩셈부르크 과학기술연구소의 연구원들은 “예측적 제1원리 시뮬레이션을 활용한 GAAFET의 새로운 누설 경로 규명”이라는 제목의 기술 논문을 발표했다.
요약 발췌:
“Gate-All-Around Field-Effect Transistors(GAAFET)는 Fin Field-Effect Transistors(FinFET)의 후계자로 부상하며, 첨단 반도체 공정 노드에서의 지속적인 집적화를 위한 핵심 요소로 자리 잡고 있다. 전기적 제어 성능이 개선되었음에도 불구하고, 최근 측정 결과에 따르면 GAAFET의 드레인 전류는 음의 게이트 전압 영역에서 열전자 방출 거동에서 크게 벗어나게 되며, 게이트 전압이 더 음의 방향으로 갈수록 누설 전류가 증가하는 것으로 나타났다. 이러한 누설 현상은 고유전체(high-k) 유전체를 통한 직접적인 게이트-드레인 터널링에 기인한 것으로 여겨지며, 이는 드레인 유전체 장벽 하강(DIDBL) 효과에 의해 증폭된다. 본 연구에서는 접촉 블록 축소(Contact Block Reduction, CBR) 방법을 기반으로 한 예측 가능하고 전하 자기일관성(Charge-self-consistent) 비평형 그린 함수(NEGF) 시뮬레이션을 활용하여 GAAFET 내에서의 이 누설 경로를 공간적으로 규명한다.”
기술 논문은 여기에서 확인할 수 있다. 2026년 10월.
Mamaluy, Denis, Juan P. Mendez, Coleman Cariker, Michael Titze, Alex A. Belianinov. “Revealing New Leakage Paths in GAAFETs using Predictive First-Principles Simulations.” arXiv preprint arXiv:2610.14298 (2026년 10월). https://doi.org/10.48550/arXiv.2610.14298. 크리에이티브 커먼즈 라이선스.
그림 1: GAAFET 구조 및 본 연구에서 사용된 단일 시트 GAAFET 소자의 단면도. 출처: “예측적 제1원리 시뮬레이션을 활용한 GAAFET의 새로운 누설 경로 규명”
📄 원문 (English)
Researchers at Sandia National Laboratories and Luxembourg Institute of Science and Technology published a technical paper titled “Revealing New Leakage Paths in GAAFETs using Predictive First-Principles Simulations.”
Abstract Excerpt:
“Gate-All-Around Field-Effect Transistors (GAAFETs) are emerging as successors to Fin Field-Effect Transistors (FinFETs) and are central to continued scaling at advanced semiconductor nodes. Despite their improved electrostatic control, recent measurements show that the drain current in GAAFETs deviates strongly from thermionic behavior at negative gate voltages, increasing as the gate voltage becomes more negative. This leakage has been attributed to direct gate-drain tunneling through the high-k dielectric, enhanced by drain-induced dielectric barrier lowering (DIDBL). Here, we use predictive, charge-self-consistent Non-Equilibrium Green Function (NEGF) simulations based on the Contact Block Reduction (CBR) method to spatially resolve this leakage pathway in GAAFETs.”
Find the technical paper here. October 2026.
Mamaluy, Denis, Juan P. Mendez, Coleman Cariker, Michael Titze, and Alex A. Belianinov. “Revealing New Leakage Paths in GAAFETs using Predictive First-Principles Simulations.” arXiv preprint arXiv:2610.14298 (October 2026). https://doi.org/10.48550/arXiv.2610.14298. Creative Commons license.
Fig.1: GAAFET architecture and cross-sectional schematic of the single-sheet GAAFET device used in this work. Source: Revealing New Leakage Paths in GAAFETs using Predictive First-Principles Simulations
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