고성능 반도체 소자를 구현하기 위해서는 Gate가 채널 전위를 얼마나 정밀하게 제어할 수 있는가가 매우 중요하다. 특히 MOSFET의 Threshold Voltage(Vt) 는 소자 성능, 누설 전류, 스위칭 속도, 전력 효율과 직결되기 때문에, Vt를 원하는 값으로 안정적으로 설정하는 것은 회로 설계와 공정 엔지니어링 모두에서 핵심적인 문제이다.
과거에는 Poly-Si Gate + SiO₂ 구조가 주류였지만, 미세화가 진행되면서 Poly-Si Depletion, Gate Leakage 증가, 고유전율(HfO₂) 도입 문제가 발생하였다. 이를 해결하기 위해 High-k / Metal Gate(HKMG) 구조가 도입되었으며, 이 과정에서 Metal Gate의 Work Function을 조절하여 Vt를 설정하는 기술이 핵심 공정 단계로 자리 잡았다.
본 글에서는 Metal Gate Work Function Tuning의 개념, 재료학적 원리, 공정 구현 방식, 그리고 미세화와 GAA 시...
