반도체 소자 업체들은 HKMG에서 메탈 게이트의 낮은 융점을 해결하기 위해서 더미게이트를 생성하는 방법을 고안해냈다. 메탈게이트의 자리에 폴리실리콘으로 형성된 더미게이트를 채워 넣고 열처리 공정이 끝난 후 더미게이트를 식각하여 메탈게이트를 채워 넣는 방식이다. 이러한 방법을 RMG(Replacement Metal Gate) 또는 Gate Last라고 부른다. RMG는 증착, 식각, CMP, 세정 공정이 더 추가되기 때문에 공정 Step 수 증가에 기인한다.

반도체 소자 업체들이 High-k 유전막을 도입하면서 원자 단위의 두께로 증착 가능한 ALD(Atomic Layer Deposition)에 대한 수요도 증가했다. 기존 SiO2 유전막의 경우 실리콘을 산화시키면 됐지만 High-k절연막의 경우 두께를 최소화하기 위해 ALD로 증착해야 했기 때문이다. 2021년 기준 ALD 장비 시장 규모는 약 27억달러 수준에 달하며 ALD 장비를 생산할 수 있는 국내 업체는 원익IPS, 주성엔지니어링, 유진테크 등이 있다.

채널 길이 단축 및 게이트 폭 증가 -> MOSFET 구조 변화 촉진 

트랜지스터 Drain과 Source 사이에 전하가 움직이는 영역을 채널이라고 한다. 채널이 짧으면 짧을수록 전하가 이동할 거리도 짧아지기 때문에 트랜지스터의 성능이 향상되는 효과가 나타난다. 다만 채널의 길이가 과도하게 짧아지면서 SCE(Short Channel Effect) 현상이 발생하기 시작했다. SCE의 대표적인 예로는 Punch Through와 DIBL(Drain Induced Barrier Lowering) 등이 있다. 

High-k, SiGe 전구체 수요 증가할 전망 

High-k 소재가 비메모리에 이어 DRAM까지 채택되면서 High-k 유전막과 게이트 전구체 수요는 꾸준히 증가할 것으로 전망된다. 비메모리용 High-k 물질로는 Zr계열 소자가 주로 쓰였으나 최근에는 Hf 기반 High-k 물질이 각광 받고 있다. 반도체 전구체는 특허 문제로 인해 같은 계열의 전구체라도 업체마다 적용되는 공정과 첨가되는 물질이 상이하다. 현재는 Hf 기반에 다른 첨가제를 추가하거나 Hf을 대체할 수 있는 Al, Ta, STO, BST 등의 새로운 물질을 찾는 방향의 개발이 이루어지고 있다. DRAM Capacitor용 High-k 유전막은 ZAZ(ZrO2, Al2O3, ZrO2)구조가 채택되어 왔지만 10nm 이하 공정부터 ZrO2가 결정화되기 어려워지면서 새로운 유전막으로 ZAT (ZrO2 / Al2O3 / TiO2) 소재가 적용될 수 있을 것으로 예상된다. 국내 High-k 전구체 업체로는 디엔에프와 레이크머티리얼즈, 메카로 등이 있다. 

삼성전자가 GAAFET구조의 채널을 형성하기 위한 보조막으로 SiGe를 선택하면서 Ge 전구체 수요가 증가할 것으로 예상된다. 기존 트랜지스터의 drain과 sourse 부분에 성장되는 SiGe와 달리 GAAFET에서는 3~4개의 레이어를 형성해야 하기 때문에 사용되는 양이 더 많을 것으로 추측된다. 다만 현재 파운드리 업체 중 삼성전자만이 유일하게 3nm GAAFET 반도체를 양산하였으며, 수율도 높지 않아 단기적인 수요 증가는 기대하기 어렵다. 삼성전자의 GAAFET 수율 개선, Intel과 TSMC가 GAAFET 구조를 채택하는 시점부터 Ge 전구체 수요가 점진적인 성장을 보여줄 것으로 예상된다. 국내 Ge 전구체 생산 가능한 업체로는 레이크머티리얼즈, 원익머티리얼즈, 오션브릿지가 있다.