공머생의 공부노트

1. DRAM 기본 원리 DRAM의 원리에 대해서는 이미 다룬바가 있다. DRAM의 구조는 1T-1C구조로 주로 불린다. 쉽게 생각하면 커패시터에 스위치 역할을 하는 Tr을 달아서 커패시터에 정보를 저장 or 사용하고 이때 커패시터에 전하가 쌓이면 1, 아니면 0이 된다. Read일때는 BL로 흘러온 전류를 Sense Amp가 받아서 분석한다. 이때 DRAM은 커패시터에 정보를 저장하는데 전자가 시간이 지남에 따라서 손실되므로 주기적으로 Refresh operation으로 1을 유지한다. DRAM이 휘발성 메모리인 이유가 있다. 1. Write operation "0" DRAM에 0을 입력할 때는 WL을 on하여 채널 게이트를 연 다음에 BL에 0V를 가하여 채널 커패시터를 방전시킨다. 결국 채널 안..

1. Multi-level cell (MLC) 일반적으로 floating Tr는 0혹은 1의 정보를 저장하는 옵션이 있지만 집적도가 높아지면서 Tr 1개에 그 이상의 비트를 저장하는 MLC라는 기술이 개발되기 시작하였다. 일반적으로 1biit를 저장하는 메커니즘을 SLC, 2bit를 MLC, 3bit를 TLC라고 한다. SLC면 전압을 통해 e를 저장하는 방식으로 Vt를 변화시켜 0과 1의 2가지의 선택지를 만들지만 MLC의 경우에는 00, 01, 10, 11의 4가지를 저장할 수 있다. 이는 각각 10진법으로 0, 1, 2, 3에 상응한다. 이때 Vt 선택지가 늘어난 만큼 전압이 잘못 측정될 수 있는데 그럴 경우 01이 저장되지만 어떠한 이유로 00으로 Vt가 밀려서 측정될수 있는 것이다. 이 때문..

1. Flash Memory의 발전과 현재Read only memories (ROM) -> 초기형, 주로 비디오 게임 칩, 공정중에 정보 입력되어 이후 프로그램 불가능 Erasable Programmable ROM (EPROM) -> floating gate에 전하를 저장하여 정보를 저장, 전기적으로 쓰기만 가능하고 지우기는 UV를 통해서 전자를 탈출시킴Electrically Erasable Programmable ROM (EEPROM) -> floating gate에 전하를 저장하여 정보를 저장, 전기적으로 쓰고 지우기 가능, 고전압으로 Fowler-Nordheim 터널링을 통해 전기적 정보 삭제Flash Memory -> Fujio Mausoka가 제안, floating gate 트랜지스터를 BL..

1. SRAM, DRAM, and NAND feature size 이전에 설명했듯 메모리는 SRAM, DRAM 그리고 확장하여 비휘발성 메모리인 NAND까지 나누어진다. NAND와 각 구조는 물리적으로 회로 안에서 차지하는 사이즈가 존재하는데 그것을 feature size라고 정의한다. Feature size는 F로 불리며 가장 작은 NAND의 경우에는 2F*2F = 4F2로 2D 안에서의 4F2의 크기를 차지한다. 2. Memory programing mechanism 메모리셀을 구동시키는 방법은 현재까지는 WL과 BL선을 사용하여 행렬 내에 있는 메모리 디바이스를 조작하는 방식이다. 메모리에서 수천개의 위치에 있는 메모리 요소중 하나를 선택하는 방식은 행의 WL를 통해 그 WL에 속한 모든 메..

1. Von Neumann's architecture and Memory hierarchy 컴퓨터의 시작은 아날로그 계산기로부터 시작되었지만 현대의 대규모 연산장치의 구상도는 한 천재의 아이디어로부터 시작된다. 폰 노이만은 천재성으로 유명한 물리학자로서 핵폭탄 말고도 컴퓨터의 기본 구조를 구상하는데 큰 기여를 했다. 노이만이 제시한 컴퓨터의 구조는 Memory, Input, Processing unit, Output, Countrol unit으로 구성되고 각 구성요소는 우리가 컴퓨터를 사용하는데 그는 반도체도 거의 없던 시절 컴퓨터가 기본적으로 가져야 할 구조를 제시한다. 컴퓨터의 저장장치인 메모리에는 각 저장소와 그 위치가 있고 이 데이터를 중앙 연산장치로 불러오고 처리하는 방식으로 구성되었다. M..

이전 "전류와 전기장에 의한 전자의 이동 (https://yumy.tistory.com/140) " 에서는 전기장에 의한 전류의 정의를 확인했는데 이번에는 자기장에 의한 전자의 이동이 어떻게 변하는지 정의할 필요가 생긴다. 많은 반도체 전공생이 알고 있듯 이는 Hall effect라고 불리며 기본 전하 이동을 추적할때 매우 중요하게 작용하게 된다.  1. Hall effect홀 측정(Hall measurement)은 물질의 전기적 특성을 분석하기 위해 사용되는 실험 기법으로, 주로 전하 운반체의 종류, 농도, 그리고 이동도를 알아낼 수 있다. 홀 측정은 기본적으로 전기장에 의해 전류가 흐르는 상황에서 추가적으로 자기장이 가해졌을 경우 자기장에 의해서도 전자가 힘을 받으며 발생한다. 자기장이 없을 때는 이..

기존의 전자의 충돌을 바탕으로 전류를 정의한 Drude 이론에 의해 전자가 전하를 운반 하는 주요 요소로서 너무 당연하게 이해 되었다. 드루데 이론에서는 전기장이 가해진 전자가 (전압이 가해진) 상황에서 이동할 때 충돌 시간을 T로 가정하고 이데 의한 영향을 고려하여 전류에 대한 공식을 만들 수 있다. 1. 고체 내에서 전류(전류밀도)의 정의    물질 내에 일정량의 전류가 흐른다면 면적 A와 dx를 곱한 작은 부피에 n의 전자밀도로 (공간에서) q의 전하를 가지고 V의 속도로 흐른다. 이를  dx가 충분히 작은 영역에서는 I는 A라는 면적과 그 순간의 전자의 밀도와 전자의 속도에 비례한다.  같은 내용을 다시 써보자 이때 편의를 위해 n의 밀도요소에 A를 합쳐버리면 위의 그림과 같이 표기할 수 있다. ..

반도체의 전기전도도는 위의 특성에 의해 도체보다는 낮고 부도체보다는 작다. 하지만 이것이 반도체가 전도도를 자유롭게 조절하게 되는 원인은 아니다. 위의 자료의 전기전도도의 특징에서도 볼 수 있듯 부도체, 도체는 전도도가 일정한 편이다. 하지만 반도체(Ge, Si, GaAs...)들은 전도도의 폭이 상대적으로 넓다. 전기 전도도는 트렌지스터나 다이오드 등에서 자유전자의 생성과 컨트롤 하는 정도에 관계하게 되고 결과적으로는 소자의 특성을 발현시키는 가장 핵심적인 원리가 된다. 반도체의 전기전도도의 조절을 가능하게 하는 핵심적인 요소는 반도체 물질 그 자체가 아닌 도핑(doping)이라는 기술에 있다. 순수한 Si결정의 경우 전도도는 10¯⁴ S/cm 정도이다. 하지만 위의 그림처럼 ⅣA족(4가)인 실리콘에 ..