메모리 반도체 vs 시스템 반도체

 

반도체

	메모리 반도체	시스템 반도체
목적	스위칭, 정보 저장	정보 처리
생산 방삭	소품종 대량 생산	다품종 소량 생산
특징	1순위. 가격 2순위. 성능	1순위. 성능 2순위. 가격
대표 기업	삼성, Sk 하이닉스, 마이크론	TSMC, 삼성, 인텔
제품	D램, NAND	CPU, AP

 

메모리 반도체

1. DRAM

• 휘발성
• 캐패시터가 MOS Transistor과 분리되어 있어 집적도는 떨어짐
• 스위칭 속도는 매우 빠름
• Gate 단자가 1개 1T1C구조 (Tr : 스위칭 역할 / C : 데이터 저장)

⇒ C가 길어야 함 (C식에서 ‘A’부분을 증가시키기 위해)

• 2D ⥇ 3D

⇒ 1T1C구조에서 가로(Vertical)로 C가 길게!

⇒ 2T1C구조

 

2. Nand Flash

• 비휘발성 → 데이터 저장 기능 우수
• Floating gate의 기여로 집적도는 매우 높음
• Floating gate의 영향으로 동작 속도는 매우 떨어짐 (플로팅 게이트를 6개 면으로 둘러싸고 있는 절연막들은 그 안에 저장된 전자들이 쉽게 탈출하지 못하도록 막는 역할)
• Gate 단자가 2개 1T구조 (스위칭 역할을 하는 트랜지스터 속에 데이터 저장 기능을 갖는 플로팅 게이트를 같이 내포)

• 2D→ 3D

⇒ V NAND Flash

• 셀을 수직으로 적층시키는 기술
• 128단 → 256단

⇒ 층이 너무 많으면

1. Bowing effect
2. 식각 잘 안됨

⇒ 해결방안

1. Si 기판위에 128단을 올림 (2개 제작)
2. 위 아래로 붙임
3. 위쪽의 Si 깎아냄

→ 256단 적층 완료!

https://news.skhynix.co.kr/post/dram-and-nand-flash

[반도체 특강] 디램(DRAM)과 낸드플래시(NAND Flash)의 차이

 

시스템 반도체

• MOSFET 전류 공식

1) W/L

1980-2007까지 구조를 변화시킴

⇒ 1. LC 2D MOSFET

2. SC 2D MOSFET

2.1 SOI/FDSOI

2.2 Dual gate

3. Trigate FINFET

4. GAA FET

 

2) C

high K 물질 사용

(Si, SiO2, Si3N4, SiONx, Al)

 

3) Mobility

SiGe, GaAS, GaN

 

• 2D → 3D

⇒ FinFET(Fin Field Effect Transistor)

-Short channel effect의 대안

- 트랜지스터는 게이트에 전압이 가해지면 채널을 통해 ‘Source’에서 ‘Drain’으로 전류가 흐르며 동작

→ 게이트와 채널과의 접점이 클수록 효율이 높아짐

 

• lithography 잘 안됨 → EUV 사용

https://semiconductor.samsung.com/emea/support/tools-resources/dictionary/semiconductor-glossary-fin-field-effect-transistor-finfet-process/

FinFET (Fin Field Effect Transistor) | Samsung Semiconductor EMEA