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- 메모리 반도체란? -

 전기적으로 반도체 회로를 제어하여 데이터를 저장하는 반도체

ROM(Read Only Memory)

: 비휘발성 메모리. 전원이 꺼져도 저장된 데이터가 사라지지 않는 메모리

Mask ROM

: 메모리를 제조하는 과정에서 데이터를 미리 저장시켜 사용자가 내용을 변경할 수 없는 ROM

- 저장된 내용을 조금이라도 바꾸려면 다시 제작해야 합니다.

- 대량생산을 하게 되면 비교적 가격이 저렴합니다.

- 따라서 내용을 바꿀 일이 없고 대량생산이 필요한 곳에 사용됩니다.

-> 비디오카드, 프린터의 폰트, 키보드 바이어스 등

OTPROM(One time Programmable ROM)

: 1번만 프로그래밍이 가능한 ROM

- 데이터가 없는 상태로 제작되어 사용자가 내용을 써넣을 수 있도록 만들었습니다.

- 한 번만 수정이 가능하기 때문에 내용을 잘못 썼다면 chip 자체를 버려야 합니다.

- 센서, 암호화 키 등에 사용됩니다.

EPROM(Erasable PROM)

: 저장된 데이터를 지우고, 다시 쓸 수 있는 ROM

-> 데이터를 지우는 방식에 따라 EEPROM과 UVEPROM으로 나뉘게 됩니다.

UVEPROM(Ultra-Violet EPROM)

: 자외선을 이용하여 데이터를 지울 수 있는 EPROM

- EEPROM에 비해 가격이 저렴하고 쓰기/지우기 속도가 빠릅니다.

- 자외선을 이용하는 방법의 번거로움 때문에 현재는 거의 사용하지 않습니다.

EEPROM(Electrically Erasable PROM)

: 고전압을 이용하여 데이터를 지울 수 있는 EPROM

- 한 번에 1byte씩만 지울 수 있기 때문에 비교적 느립니다.

 -> 메인 메모리로 사용되는 것이 아닌 데이터를 백업하는 데 사용하는 것이 효율적입니다.

- 데이터 재기록을 반복하다 보면 절연층이 손상될 수 있기 때문에 영구적으로 가능하지는 않습니다.

- UVEPROM에 비해 가격이 비싸고 쓰기/지우기 속도가 느립니다.

RAM(Random Access Memory)

: 휘발성 메모리. 전원이 꺼지면 저장된 데이터가 사라지는 메모리

SRAM(Static RAM)

: 정적 메모리. flip flop 방식을 사용하는 RAM

- flip flop을 사용하기 때문에 전원이 공급되는 한 저장된 데이터가 사라지지 않습니다.

- 쓰기/지우기 속도가 빠릅니다.

- 회로가 복잡하고 가격이 비쌉니다

- 메모리 용량이 작습니다.

- 속도는 빠르지만 용량이 작기 때문에 CPU의 캐시메모리와 같이 속도가 중요한 곳에 사용됩니다.

DRAM(Dtnamic RAM)

: 동적 메모리. capacitor를 사용하는 RAM

- capacitor는 시간이 지남에 따라 스스로 방전되기 때문에 전력이 계속 공급되더라도 시간이 지나면 저장된 데이터가 사라집니다.

-> 저장된 데이터를 유지하기 위해 일정 시간마다 refresh 회로에 refresh 신호를 줘야 합니다.

    (빠져나간 전하를 채우는 과정)

- 회로가 단순하고 가격이 저렴합니다.

- 메모리 용량이 큽니다.

- 속도는 느리지만 용량이 크기 때문에 컴퓨터, 핸드폰의 메모리와 같이 일반적인 데이터를 저장하는 곳에 사용됩니다.

SDRAM(Synchronous DRAM)

: DRAM에 clock pulse를 동기화 시킨 RAM

- 시스템 clock에 맞게 메모리를 동작 시킬 수 있습니다.

- 1 clock 당 1개의 데이터를 쓰거나 지우는 구조로 되어있습니다.

DDR SDRAM(Double Data Rate SDRAM)

: SDRAM보다 2배 빠르게 동작하는 RAM

- 반도체 용어 정리 (L~R) -

Leading edge

- clock pulse의 첫 번째 edge

  (대부분 첫 번째 edge는 rising edge이기 때문에 rising edge와 비슷한 의미)

Library

- 제품 설계에 필요한 gate, cell 등을 모아 놓은 것

LS(Large Scale Integration)

- 수천, 수백 개의 트랜지스터로 형성된 회로

Macro cell

- 특정 기능을 가지고 있는 standard cell

Mask

- 정해진 패턴이 새겨진 불투명한 판

- 패턴이 새겨진 곳에만 빛이 통과되고 불투명한 곳은 통과하지 못하여 패턴을 새길 수 있음

MCU(Micro Controller Unit)

- 마이크로프로세서, 메모리, 입출력 모듈을 통합하여 하나의 칩으로 만든 프로세서

Memory

- 데이터를 저장할 수 있는 반도체

Metallization

- 금속화 공정

- 반도체의 전기적 신호 연결, 서로 다른 반도체 간의 연결  

Microprocessor

- 컴퓨터의 CPU를 의미

Mixed Signal IC

- 아날로그와 디지털회로가 모두 있는 집적회로

MIPS(Million Instructions Per Second)

- 컴퓨터의 명령어 처리 속도를 의미

Monolithic Microwave Integrated Circuit

- micro 주파수에서 동작하는 집적 회로

N-MOS

- 전하에 의해 전류가 형성되는 트랜지스터

NVM(Non Volatile Memory)

- 비휘발성 메모리

OEM(Original Equipment Manufacturing)

- 고객의 요청에 따라 상품을 제작하여 판매하는 업체

Optoelectronics

- 광전자공학

- 빛을 연산이나 통신에 사용하는 것

PCB(Printed Circuit Board)

- 인쇄회로기판

- 부품을 납땜하여 기능적으로 완성시킨 판

PECVD

- 플라즈마를 이용하여 박막을 증착 시키는 공정

Plasma

- 양이온과 음이온의 수가 같은 가스

Pellicle

- mask를 보호하기 위해 가장자리에 부착하는 얇은 막

P-MOS

- 정공에 의해 전류가 형성되는 트랜지스터

RAM(Random Access Memory)

- 데이터를 쓰거나 읽을 수 있는 메모리

ROM(Read Only Memory)

- 데이터 읽기 전용 메모리

- MBIST -

- 반도체 기술이 발전할수록 chip의 memory와 logic의 수가 증가하고 있습니다.  

  → 이로 인해 memory test를 진행하는 데 있어서 많은 시간과 비용이 들어가게 됩니다.

  → 이러한 문제를 해결하기 위해 내장 test 방법인 BIST를 사용합니다.

  → 그중 memory를 test 하는 것이 MBIST입니다.

MBIST(Memory Built-In Self-Test)?

- Built-in이라는 단어를 보면 유추할 수 있듯 chip 내부에 memory를 test 하기 위한 test logic을 삽입하는 방법으로

 현재 할 수 있는 memory test 방법 중 가장 효율이 높은 방법입니다.

MBIST 장점

- 실제 동작 속도와 같은 속도의 clock으로 test 할 수 있습니다.

- 외부 장치를 이용한 test 보다 비용이 저렴합니다.

- Test 시간을 줄일 수 있습니다.

- Memory를 병렬로 test 할 수 있습니다.

- 필드 (실제 chip을 사용하는 곳)에서도 사용이 가능합니다.

MBIST logic 구성 요소

- Test pattern을 생성할 수 있는 logic

- Test pattern의 input에 대한 결과와 결함이 없을 경우 나와야 하는 결과가 일치하는지 판단하는 logic

  → 즉, memory의 결함 여부를 스스로 판단할 수 있는 기능이 있어야 합니다.

Test Controller

- MBIST 검사를 제어하는 logic

Pattern Generator

- Test 모드일 때, MBIST 검사에 사용할 test pattern

Comparator

- Test를 위해 나온 output(read data)과 결함이 없을 경우 나오는 output(golden data)이 같은 지 확인하는 logic

CUT (Circuit under test)

- Test 중인 memory

Generator

-  pattern generator는 두 가지로 구성됩니다.

• Address generator : Test 할 memory의 address를 지정해 줍니다.
• Data generator : 0과 1로 이루어진 test pattern을 만들어 줍니다.

- BIRA & BISR -

- BIST가 결함 여부만을 알려주었다면 결함을 고칠 수 있는지에 대한 여부와

  실제로 해당 cell을 고쳐주는 BIRA, BISR가 있습니다.

Memory를 고쳐서 사용하는 이유?

- 몇 개의 cell 때문에 memory를 버리게 되면 비용적인 문제가 발생하기 때문입니다.

BIRA(Built-In Redundancy Analysis)?

- BIST에서 얻은 결함 정보를 통해 다음을 판단합니다.

  → Redundancy cell로 교체가 가능한지

  → 고장 난 cell의 address가 어딘지

  → 교체가 가능하다면 어떻게 Redundancy cell을 배치할 것인지

Redundancy cell : 직역하면 여분 cell로, memory를 고칠 수 있게 내장되어 있는 여분의 cell

BISR(Built-In Self-Repair)?

- BIRA를 통해 얻은 재배치 정보를 이용하여 고장 난 cell을 Redundancy cell로 대체 하는 것.

  → Built-In Self-Repair결함 정보를 OTP(One Time Programing)에 저장한 후

      전원이 켜지면 OTP가 고장 난 cell을 수리합니다.