[엔지닉] 반도체 8대공정을 이해하자, DRAM(1)

안녕하세요, 동동이입니다😆

오늘은 엔지닉 반도체 빡공 스터디 4일차, DRAM 차례입니다.
그럼 바로 정리해볼까요?

+ 엇,, 하루에 2개의 차시를 들어야 되는걸 이제 알았네요.. 5일차에 몰아서 듣고 정리해보겠습니다😂

4일차 인증

4일차 인증

DRAM (Dynamic Random Access Memory)
- DRAM의 Cell은 한 개의 NMOS 트랜지스터와 한 개의 커패시터로 구성되어 있음.
- 커패시터에 데이터가 저장되기 때문에, 누설전류에 의한 데이터 소실이 일어남. 따라, 주기적으로 Refresh 동작이 필요함.
- 전원이 공급되지 않으면 데이터가 소실되는 휘발성 메모리 소자임.

DRAM의 Cell Transistor
- 비트라인(\(BL\)) : 데이터가 이동되는 통로 역할
- 워드라인(\(WL\)) : 셀 커패시터 사이를 연결하거나 끊는 스위치 기능을 하는 셀 트랜지스터의 게이트 역할

DRAM의 Cell Capacitor
- 하부전극, 유전체, 상부전극으로 구성되며 데이터를 저장하는 역할

DRAM의 Cell 동작, 대기 상태
- Word Line이 OFF 상태, Storage Node와 Bit Line이 격리되어, Bit Line과 /Bit Line에는 \(V_{core}/2\)의 \(V_{BL}\)이 인가 (Pre-Charage)

DRAM의 Cell 동작, 쓰기 상태
① 대기 상태
② 쓰기 동작(1을 저장한다고 가정) :
Word Lie이 ON 되면서, \(V_{BL}\) 공급이 중단됨 → Bit Line을 통해 \(V_{CORE}\) 전압이 인가됨 → 커패시터 SN에 '1' 데이터 저장 (Charge/충전) → /Bit Line는 반대 상태 (Discharge/방전)
③ 다시 대기 상태로 돌아감.

DRAM의 Cell 동작, 읽기 상태
① 대기 상태 (이전 1을 저장한 상태로 가정)
② 읽기 동작 / 전하 공유(1을 읽는다고 가정) : 
Word Line이 ON 되면서, \(V_{BL}\) 공급이 중단됨 → Cell Cap(\(V_{SN}\))과 BL Cap(\(V_{BL}\))의 전위가 \(V'_{BL}\)로 동일해질 때 까지 Cell Cap의 전하가 BL Cap으로 이동.
전하 공유 전의 \(V_{SN}\)과 전하 공유 후의 \(V_{SN}\)이 다름. 이를 파괴적 읽기라 함.
③ 읽기 동작 / 증폭 : 
BL과 /BL의 전위차 (\(\Delta V_{BL}\))를 S/A(DRAM의 Core)가 증폭 → BL은 \(V_{CORE}\), /BL은 0V가 되어 파괴적 읽기 문제가 해소됨. → 외부로 데이터가 출력(\(D_{OUT}\))되고, 다시 대기 상태로 회귀함.

 

​1. SRAM과 DRAM, NAND의 차이점을 데이터, 응용, 셀 크기, 내구성 등으로 분류하여 정리해보세요.
- SRAM : CPU가 빈번하게 사용하는 데이터를 저장하여, 캐시 메모리로 사용됨.
             메모리 중 가장 빠르며, Cell 면적이 커 용량이 적음.
             휘발성 메모리임.
             내구성이 좋음.
- DRAM : 컴퓨터의 주 메모리 역할을 함
             속도, 용량, 가격이 모두 SRAM과 Nand Flash 사이에 위치함.
             휘발성 메모리임.
             내구성이 좋음
- NAND : 스토리지 메모리 역할을 함.
             Cell 면적이 작아 용량이 크며, 속도가 느림.
             비휘발성 메모리임.
             내구성이 나쁨

2. 포토 공정이 어떻게 진행되는지 그 과정을 정리하고, 각 과정에 대한 설명을 간략하게 작성하세요.
- 표면처리(HMDS 처리) : 웨이퍼 표면을 소수성으로 변경하여, 웨이퍼 표면과 PR간의 접착력을 증가시킴.
- PR(PhotoResist) 도포 : PR을 회전 도포기의 노즐로 웨이퍼에 분사하여 웨이퍼의 고속 회전을 통해 균일하게 도포시킴.
- 소프트 베이크(Soft Bake) : PR 내 잔류 용매를 제거함.
- 정렬 및 노광(Align & Exposure) : 이전에 형성된 층과 위치 정합성을 맞추며, 마스크에 빛을 조사하여 PR의 화학적 반응을 유도함.
- 노광 후 베이크(PEB) : PR의 화학 작용을 촉진시킴.
- 현상(Develop) : 현상액을 분사시켜 선택적으로 PR을 제거함.
- 하드 베이크(Hard Bake) : PR 내 잔류 용매나 현상액을 제거함.
- 현상 후 검사(Develop Inspection) : 정렬 오차나, 패턴 및 이물질을 검사함.