[반도체 소자] 삼성전자 공정설계 / SK하이닉스 소자 직무˙전공 면접 예상 기출문제 ④

 

 

 

 

반도체 직무/전공 면접 관련해서 제가 공부했었던 반도체 소자 내용들을 함께 공유해보려고 합니다.

오늘은 소자 관련 심화 내용을 한번 다뤄보겠습니다.

본 내용들은 질문의 핵심을 요약해놓았으며, 잘 이해가 안되는 내용은 단순히 외우지 말고 더 깊게 찾아보시고 본인 것으로 만들어야 합니다.

질문사항이나 문의사항은 댓글 남겨주시면 함께 고민해보겠습니다.

전공 면접 예상 문제 소자편 ④

 

반도체 온도에 따른 이동도는 어떻게 될까요?

반도체의 온도에 따른 이동도는 스캐터링이 가장 큰 영향을 미칩니다.

 

먼저 저온에서 온도가 조금씩 올라가면 캐리어 열적 운동이 증가하고 불순물 산란이 감소하며 이동도가 증가하나 싶더니, 특정 온도 이상으로 올라가게 되면 실리콘 원자의 진동으로 인한 캐리어와의 충돌로 격자 산란이 증가하여 이동도가 다시 낮아지게 됩니다.

 

 

 

반도체 소자의 온도에 따른 누설전류는 어떻게 될까요?

반도체 온도가 증가할수록 Intrinsic Carrier 농도가 증가하여, 기존 S/D에 도핑되어있는 Donor 들이 전도대로 올라가지 못하게 되므로 도핑 효과가 낮아져 페르미 레벨 또한 낮아지는 현상이 발생하게 됩니다.

 

이는 Body의 P-Type 반도체에서도 동일하게 나타나며, 따라서 에너지 밴드 경사가 순바이어스 걸린 것처럼 완만해지게 되고 확산 전류량이 증가하여 누설전류가 증가한다고 볼 수 있습니다.

 

 

Interface Trap Density란 무엇이죠?

Interface trap은 계면에서 생기는 전하 중, 표면에 위치한 Si가 전자와 결합을 다 하지 못할 경우 Dangling bond를 형성하게 됩니다.

 

이로 인해 계면 특성을 악화시켜서 문턱 전압의 변동을 유발하거나 표면에서 전하의 이동도를 감소시켜 소자의 특성을 떨어트립니다.

 

 

FinFET에 대해 아는대로 설명해주세요.

기존 Planar 구조에서 게이트 제어력을 높이기 위해 S/D과 채널을 돌출시켜 3면을 gate가 감싸는 구조로 만든 반도체 소자입니다.

 

이를 바탕으로 기존 2차원 MOSFET의 SCE를 개선할 수 있습니다.

 

하지만 이런 FinFET 기술도 공정의 집적도가 높아짐에 따라 Fin to Fin 거리가 가까워지게 됐으며, 핀을 얇게 쌓아 올리려는 기술력의 한계에 부딪히게 됩니다.

 

또한 FinFET의 구동 전류는 채널의 폭과 연관이 있는데 이때 채널의 폭은 Fin의 높이에 따라 결정됩니다.

 

→ 채널 폭(W) = 핀 높이(FH) X 2 + 핀 폭(FW)

 

2차원 소자에서는 채널 폭을 변경하여 소자의 전류값을 자유롭게 튜닝했지만, FinFET의 경우 채널 폭이 양자화되는 문제가 발생하기 때문에 핀의 pitch를 좁게 해서 핀 수를 늘려야 소자 설계의 자유도가 높아집니다.

 

 

 

RCAT에 대해 아시나요?

​Recess Channel Array Transistor는 단채널 소자의 SCE를 해결하기 위해 Substrate를 적정 깊이로 식각한 함몰 채널 구조를 가집니다.

 

따라서 이 구조 덕분에 채널 길이가 늘어나는 효과를 가지게 되며, 채널 도핑을 감소시킬 수 있게 됩니다.

 

 

 

S-RCAT에 대해 아시나요?

Sphere-RCAT는 채널의 길이가 점점 짧아지면서 RCAT 구조의 함몰 게이트도 좁아져 채널 길이를 증가시켰던 효과가 사라지는 수준에 이르렀습니다.

 

따라서 함몰 채널의 하단부를 구 형태로 만들어 곡률 반경을 증가시킴으로써 기존 RACT의 한계를 해결할 수 있게 되었습니다.

 

 

 

BCAT 이란 무엇인가요?

BCAT(​​Buried Channel Array Transistor)은 RCAT과 S-RCAT의 Gate length가 짧아지면서 GIDL의 영향이 커지는 단점을 극복하기 위해 고안한 구조입니다.

 

GIDL을 최소화하기 위해 게이트를 기판에 묻고 위를 절연막으로 덮어서 게이트와 드레인이 Overlap 되는 영역을 감소시키는 구조를 채택하게 됩니다.

 

하지만 게이트를 기판에 묻었기 때문에 bit line과 게이트 사이에 절연막이 직렬 캐패시터 역할을 해서 전체적으로 Capacitance가 감소하게 됩니다.

 

 

 

 

MRAM / PRAM 이란 무엇인가요?

​MRAM은 강자성체 간의 자화 방향에 따른 자기저항 변화를 이용한 비휘발성 고체 메모리입니다.

 

전류와 함께 자기장을 가하면 물체의 자성이 변하고 저항값도 변하는 원리입니다.

 

 

PRAM은 상변화 메모리입니다.

 

물질에 열을 가할 때 결정과 비결정의 상변화로 저항값이 바뀌는 특성을 이용한 소자이며, 결정에서 전류가 잘 흐르면 1, 비결정에서 전류가 잘 흐르지 않으면 0으로 판단합니다.

 

 

 

 

마무리

 

이번에는 어려운 내용을 조금 다뤄보았지만, 항상 본인만의 답변 방식을 정리하시길 바랍니다.

 

두괄식과 핵심을 포함하여 답변하시면 전공 면접위원분들께 좋은 인상으로 남을 수 있습니다.

 

다음 5편에서는 메모리 반도체 동작 원리에 대해 공부해보겠습니다.

 

느낌이 블로그에 방문해주셔서 감사합니다!

 

 

 

▼ [전공 면접] 삼성전자 공정설계 / SK하이닉스 소자 직무˙전공 면접 예상 문제 ①

[전공 면접] 삼성전자 공정설계 / SK하이닉스 소자 직무˙전공 면접 예상 문제 ①

▼ [전공 면접] 삼성전자 공정설계 / SK하이닉스 소자 직무˙전공 면접 예상 문제 ②

[반도체 소자] 삼성전자 공정설계 / SK하이닉스 소자 직무˙전공 면접 예상 문제 ②

▼ [전공 면접] 삼성전자 공정설계 / SK하이닉스 소자 직무˙전공 면접 예상 문제 ③

[전공 면접] 삼성전자 공정설계 / SK하이닉스 소자 직무˙전공 면접 예상 문제 ③

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▼ [전공 면접] 삼성전자 공정설계 / SK하이닉스 소자 직무˙전공 면접 예상 문제 ⑤

[전공 면접] 삼성전자 공정설계 / SK하이닉스 소자 직무˙전공 면접 예상 문제 ⑤

 

 

 

[합격자 필기노트] 삼성전자 공정설계 직무면접/PT면접/전공면접 대비 답안