Semiconductor packaging follows wafer fabrication to protect ultra-small circuits and enable connectivity, involving steps like dicing, gold wire bonding, and encapsulation, while the behavior of capacitors, resistors, and MOSFETs can be analogized using fluid dynamics—reservoirs, valves, and pumps—where voltage and current are compared to water pressure and flow, and MOS transistors operate like valves opening at threshold voltages, with characteristics influenced by width and length, alongside unintended parasitic elements like resistance and capacitance that affect performance, and with different engineering fields contributing, terminology may vary or overlap, making context vital for understanding, as semiconductor design ultimately blends physics, electronics, and language into a precise and creative technological art form.
반도체 포장
지금까지 웨이퍼 가공에 대하여 살펴보았다. 앞에서 거론된 폴리의 폭이나 컨텍의 크기는 1마이크로미터보다도 작다. 그런데 그림 1.1 에서와 같이 전자제품은 반도체 칩 한 개로 이루어진 것이 아니라 여러 개의 반도체 칩들과 여러 가지 부품들이 서로 연결되어 있다. 연결하는 방법은 그림 1.1과 같이 그 부품들을 PCB에 올려 놓고 납 땡하여 서로 연결시킨다. 그런데 1마이크로미터보다도 작은 것들을 어떻게 납땜할 수 있을까? 그리고 반도체에서 사용하는 규소는 두께 가 1밀리미터도 되지 않는 아주 얇은 판이라서 깨지기도 쉽고, 습기 에 노출되면 동작이 되지 않을 수도 있다. 이런 이유들로 FAB에서 가공된 웨이퍼를 가져다가 그림 5.6~5.8에서처럼 다이아몬드 톱으 로 잘라 내서 그림 7.63과 같이 다이 상의 패드와 칩의 핀(반도체 칩 에서 거미 다리처럼 생긴 부분. 그림 4.1 참조) 사이를 가느다란 금줄 (gold wire, 직경 약 50마이크로미터 정도)로 연결하고 다이와 그 핀들을 플라스틱이나 세라믹으로 덮는다. 이런 것을 반도체 조립이라 하 는데 영어로는 조립한다는 뜻의 어셈블리(assembly) 혹은 포장한다 는 뜻의 패키징(packaging)이라 한다. 이 때 칩의 핀들의 폭이나 간 격은 약 1밀리미터 정도여서 납땜이 가능해진다. 반도체 칩의 모양 은 이 패키지 타입(package type)에 따라 그림 1.1, 3.1, 4.1에서처럼 여러 가지가 된다. 우리나라 반도체 산업의 역사를 누구는 60년대부터라 하고 누구 는 70년대부터라 하는 이유가 바로 여기에 있다. 우리나라에서 60년 대에 시작한 반도체 산업은 반도체 조립 사업이었고, 웨이퍼 가공 산업은 70년대에 시작했다.
저수지, 펌프 그리고 밸브
2장과 5장의 내용은 반도체 내에서도 반도체 물성(device physics) 이라 하여 주로 전자공학, 전기공학, 물리학, 재료공학 전공자들이 수행하는 업무이고, 7장의 반도체 제조 공정은 주로 전자공학, 전기 공학, 물리학, 화학, 금속공학, 재료공학, 화학공학 등을 전공한 사람 들이 수행한다. 또한 9장에서 설명될 반도체 설계는 주로 전자공학, 전기공학, 전산학을 전공한 사람들이 수행한다. 이처럼 반도체는 전 자공학의 한 분야로 물리학에서 출발했지만, 실제로는 여러 분야의 기술들이 어우러져 만들어진 것이다. 이 장에서는 반도체 설계에 필요한 전자공학의 기본적인 개념을 다시 한 번 정리해 보겠다. 지금까지의 설명은 반도체 물성을 이해 하기 위한 물리적 설명이었고, 여기서는 설계에 필요한 전자공학의 개념에서 설명하겠다. 처음부터 이와 같은 설명을 하지 않은 것은, 일단 반도체 물성과 용어를 어느 정도 알아야 앞으로 설명할 비유를 제대로 이해할 수 있기 때문이다.
전하의 저수지
그림 8.1과 같은 저수지를 예로 들어 보자. 캐패시터는 전하(전기를 띤 입자)의 저수지다. 저수지는 물을 저장하는 곳으로 물 분자 하나 하나가 전하에 해당한다. 그리고 저수지에 저수된 물의 양이 전하량 에 해당한다. 저수지에 물이 유입되는 것은 캐패시터를 충전하는 것 과 같다. 반대로 저수지의 수문을 열어 물을 하류로 방류하는 것은 캐패시터를 방전시키는 것에 해당한다. 저수지에 물이 유입되면 저 수지의 물의 양이 많아지고 그에 따라 저수지의 물의 높이가 올라간 다. 다른 각도에서 보면 저수지의 수위가 올라가면 저수된 물의 양 이 많아졌다고 판단할 수 있다. 저수지에 유입되는 물의 흐름이 빠르면 저수지에는 그만큼 빨리 물이 찰 것이다. 캐패시터도 충전시키는 전류가 클수록 충전이 빨리 된다. 반대로 저수지의 물을 방류시킬 때 방류되는 속도가 빠르면 그만큼 저수지 물이 빨리 방류된다. 마찬가지로 방전 전류가 크면 캐패시터의 방전이 빨리 된다. 전류는 전하의 흐름이고 이것은 물의 흐름 즉, 유속에 해당한다. 캐패시터도 마찬가지다. 캐패시터에 충전이 될수록 전하가 많이 쌓이고 그에 따라 전위가 올라간다. 반대로 캐패시터의 한쪽 단의 전위를 높일수록 많은 전하를 저장할 수 있다. 전압은 전위차이고, 캐패시터는 그림 8.2에서 보듯이 노드(node)가 두 개이니, 한쪽 노드 의 전위가 높아졌다는 것은 다른 쪽 노드를 기준으로 하면 전압이 높아졌다는 것이다. 노드란 전위가 다른 지점을 말한다. 그림 8.2 (a)는 캐패시터의 전자회로 기호이다. +, -극은 별다른 의미는 없고, 전위가 높은 곳이 +, 낮은 곳이 -가 되므로 전압에 따 라 서로 바뀔 수 있다. 물리적 구조는 그림 8.2 (b)와 같다. 두 도체관 사이에 유전체가 있으면 캐패시터가 형성된다. 당연히 도체와 유전 체가 접하는 면적이 클수록 캐패시터의 용량이 커져서 더 많은 전하 를 저장할 수 있다. 저수지 바닥 면적이 넓을수록 저수 용량이 크듯 이. 그러나 직관과는 다르게 절연층의 두께가 얇을수록 용량이 커진 다. 즉 절연층의 두께가 얇을수록 더 많은 전하를 저장할 수 있다. 캐패시터가 전하를 저장하는 원리에는 분극 현상이라는 것이 있는 데, 그냥 그런 것이 있고 절연층의 두께가 얇을수록 전하 저장 용량 이 커진다고만 알아 두자. 여기서 부도체, 절연체, 유전체는 다 같은 말이다. 지금까지의 설명을 수식으로 써 보자. 전하량을 Q, 전압을 V, 시 간에 따라 변하는 순간 전류를 소문자 i로 나타낼 때, 전하량은 전압 이 높을수록 많아지니까,
Q = 이력서 …(식 8.1)라고 표시할 수 있다. 여기서 C는 캐패시터의 용량을 나타내는데, 패 럿(farad, F)이란 단위를 사용한다. 저수지의 저수 용량으로 생각하면 된다. 식 8.1의 의미는 캐패시터의 용량이 같다면 전압이 높을수록 많은 전하를 저장할 수 있다는 의미다. 저수지의 수위가 높을수록 저수되는 물의 양이 많아지는 것과 같다. 또 전류는 전하의 흐름이라 했는데 다시 말하면, 미분 개념의 주 어진 짧은 시간 dt에 대한 전하의 변화량 dQ이므로 캐패시터에 충 전 혹은 방전되는 순간 전류 i는 i = dQ/dt …(식 8.2)로 나타낼 수 있다. 여기서 굳이 전류라 하지 않고 순간 전류라고 하는 것은 캐패 시터가 충전될 때 처음에는 전류가 많이 흐르다가 시간이 지날수록 점 점 줄어들어 마침내 캐패시터가 다 충전되고 나면 더 이상 흐르지 않으므로 시간에 따라 전류가 변하기 때문이다. 이와 같이 방전될 때의 방전 전류도 캐패시터가 다 방전되고 나면 더 이상 흐르지 않 는다. 이런 순간 전류는 시간 축에서 시간으로 미분이 가능하다. 식 8.2에 식 8.1을 대입하면, i=dQ/dt = C (dv/dt) …(식 8.3)가 된다. 즉 전류는 전압의 시간당 변화량에 비례한다. 저수지에 유 입되거나 방류되는 물의 흐름은 저수지 수위를 측정함으로써 알 수 있듯이, 캐패시터의 충전 혹은 방전 전류는 캐패시터의 전압을 측정 하면 알 수 있다. 사실 식 8.1은 캐패시터가 충전이나 방전이 멈춘 상태의 공식이고, 충전이나 방전 중에는 전압이 시간에 따라 변하므 로 전압 V도 식 8.4에서처럼 시간에 따라 변하는 순간 전압 v로 나 타내야 정확하다. 저수지에 물이 유입되거나 방류되는 상태에서는 저수지의 수위가 시시각각 변하는 것과 마찬가지다.
시간에 따라 변한다는 것은 시간으로 미분이 가능하다는 것이므로 i=dQ/dt = C (dv/dt) …(식 8.4)로 나타낸다. 마지막으로 캐패시터의 용량은 그림 8.2에서 도체와 부도체가 접 한 면적을 A, 부도체의 두께를 라 하면, 면적이 크고 절연체의 두께 가 얇을수록 전하를 많이 저장하므로 캐패시터의 용량 C는 C = EA/t (식 8.5) 이다. 여기서 은 사용한 절연체 물질이 지닌 고유 유전상수로 '입실 론'이라 읽는다. 또 여기서 말하는 C는 식 8.1의 C와 동일한 것으로 얼마나 많은 전하를 저장할 수 있는지 나타낸다. 즉 저수지의 저수 능력에 해당한다.
저수지의 수문을 열지 않아도 저수지의 물이 증발하거나 저수지 바닥으로 스며들어 저수된 물이 줄어들게 된다. 캐패시터에서도 마 찬가지로 일부러 방전시키지 않아도 전하가 새나간다. 이는 14장에 서 설명할 열 에너지에 의해 발생된 EHP(Electron Hole Pair)에 의한 것으로 이를 누설 전류(leakage current)라 한다. 충전지를 사용하지 않아도 오랫동안 방치해 두면 다 방전되는 것이 이런 이유 때문이다.
물의 양과 높이, 파이프 굵기
그림 8.3에서 저수지의 수문이 둑의 아래쪽에 있다고 생각해 보자. 댐 하류의 수위가 상대적으로 낮은 (a)의 경우와 하류의 수위가 상대 적으로 높은 (b)의 경우, 저수지 수문을 열면 어느 쪽이 더 빨리 물이 방출될까? 당연히 수위의 차이가 많이 나는 (a)의 경우가 유속이 더 빠를 것이다. 이해가 잘 안 되면 그림 8.4를 보자. 같은 굵기의 파이프를 사용 한다면 (a)처럼 물 탱크의 높이가 높은(위치 에너지가 큰) 파이프에서 쏟아져 나오는 물의 유속이 빠를 것이다. 유속이 빠르다는 의미는 시간당 흐르는 물의 양이 많다는 의미다. 전류는 전하의 흐름이고 수위는 전위에 해당하고 전압은 전위차라 했다. 전위차가 클수록 즉, 전압이 높을수록 전류는 많이 흐른다. 이번에는 그림 8.5와 같이 물 탱크의 높이는 같은데 파이프의 굵 기가 다르다면, 파이프가 더 굵은 (a)의 경우가 시간당 물이 더 많이 빠질 것이다. 파이프의 굵기는 저항에 반비례한다. 즉 파이프가 굵다 는 것, 파이프의 단면적이 크다는 것은 저항 값이 작다는 의미다.
지금까지의 설명을 수식으로 표현해 보자.
I = V/R …(식 8.6)
전류는 전압이 높을수록, 저항이 작을수록 전류가 많이 흐른다.
펌프의 패킹
그림 8.6에서처럼 펌프 손잡이를 상하로 움직이면 펌프에서 물이 나 오는데 그 원리를 살펴보면, 그림 8.7에서와 같이 펌프 내부의 패킹 이 한쪽만 고정되어 있어서 패킹 뭉치가 아래로 내려갈 때는 패킹이 열려 물이 들어오고, 패킹 뭉치가 위로 올라갈 때는 패킹이 닫혀서 두레박처럼 물을 담아 올린다. 그러면 이제 펌프의 패킹처럼 한쪽이 고정된 밸브가 있는 파이프 에서 물의 흐름을 생각해 보자. 그림 8.8에서처럼 오른쪽으로만 열 리는 밸브가 장착된 파이프에서는 물이 왼쪽에서 오른쪽으로는 흐를 수 있지만, 오른쪽에서 왼쪽으로는 흐르지 못한다. 다이오드도 이와 같다. 다이오드는 +, -극이 있는데, 전류가 +극 에서 -극으로는 흐르지만 반대로는 흐르지 못한다. 전류가 +극에서 -극으로 흐르려면 +극의 전위가 극의 전위보다 높아야 한다. 그 반대의 경우로 전압이 걸리면 전류가 흐르지 못한다. 그림 8.9 (a)처 럼 전류가 흐르게 다이오드의 +극 전위가 극 전위보다 높게 전압 이 걸린 것을 순방향 바이어스 되었다고 하고, (b)와 같이 그 반대로 전압이 걸린 것을 역방향 바이어스가 걸렸다고 한다. 다이오드도 모스처럼 문턱 전압이 있어서 다이오드의 +극이 -극 보다 문턱전압 이상으로 높아야 전류가 흐르는데, 이 문턱 전압은 약 0.7볼트 정도이다.
위로 여는 차단 밸브
그림 8.10과 같은 수직 차단 밸브가 있는 파이프를 생각해 보자. (a) 는 밸브가 완전히 차단된 상태이고 (b)는 밸브가 열리기 시작하는 시점이다. 밸브 받침의 높이만큼 밸브가 열려서 물이 흐르기 시작한 다. (c)는 밸브가 밸브 받침 높이보다 더 열려서 물이 흐르는 상태이 다. (d)는 밸브가 더 많이 열려서 물이 (c)보다 더 많이 흐르는 것을 보여 준다. NMOS에서는 밸브 받침의 높이가 문턱 전압 V₁에 해당하고, 차 단 밸브의 높이가 VGS에 해당한다. 차단 밸브가 밸브 받침 높이 이상 높아야 물이 흐르듯이, VGS가 V₁보다 낮으면 NMOS는 오프 상태이 고, VGS가 점점 높아져서 V₁가 되면 온이 된다. 그리고 같은 온 상태 라 하여도 VGS가 높을수록 전류는 더 많이 흐른다. NMOS에서 전류 는 드레인(D)에서 소스(S) 쪽으로 흐른다. 왜냐 하면 전압이 높은 쪽 을 드레인이라고 하기 때문이다. 그림 8.10에서 보듯이 이런 차단밸 브에서는 물이 왼쪽에서 오른쪽으로, 오른쪽에서 왼쪽으로도 흐름 수 있다. NMOS에서도 마찬가지다. 소스와 드레인은 물성적으로 아 무런 차이가 없다. 그림 8.10에서처럼 전류가 왼쪽에서 오른쪽으로 흐르면 왼쪽을 드레인, 반대로 오른쪽에서 왼쪽으로 흐르면 오른쪽 을 드레인이라고 부를 뿐이다. 그림 8.10 (b)를 보자. 순서가 (a)→(b)→(c)였다면 (b)는 '열리기' 시작하는 시점이라고 할 수 있다. 그러나 순서가 (c)→(b)→(a)라면 (b)는 '닫히기' 시작하는 시점이 된다. 문턱 전압이라는 말은 이 점에 서 정말 잘 붙인 것 같다. 상황에 따라 '문턱 전압에 도달하여 온 되 었다'고 할 수도 있고, '문턱 전압에 도달하여 오프 되었다'고도 할 수 있다. 그림 8.11에서처럼 밸브는 같은 정도로 열려 있는데, (a)는 수압이 높고 (b)는 수압이 낮다면 어느 쪽의 파이프에서 시간당 흐르는 물의 양이 많을까? 당연히 수압이 높은 쪽의 파이프에서 물이 더 많이 흐를 것이다. NMOS에서도 Vas가 같다면 VDS가 클수록 전류가 많이 흐른다. 파이프의 D쪽과 S쪽 수압이 같다면 어떻게 될까? 밸브가 열려 있어도 물은 흐르지 않는다. NMOS에서도 VGS가 VT보다 높더 라도 VDS=0(VD-VS=0)이면 전류는 흐르지 않는다. 이번에는 그림 8.12처럼 파이프의 굵기가 다른 경우에는 수압이 같고, 밸브도 같은 높이까지 올렸어도 파이프 지름이 큰 (a) 경우가 (b) 경우보다 시간당 흐르는 물이 많을 것이다. MOS에서도 그림 8.13과 8.14에서처럼 NMOS, PMOS 공히 MOS의 폭(width, W)이 클 수록 VGS, VDS가 같은 조건이면 전류가 더 많이 흐른다. 반면 그림 8.13과 8.14에서는 L이 클수록 NMOS, PMOS 공히 전 류는 적게 흐른다. 이 L은 MOS의 길이(length)라고 한다. MOS의 폭이 크다는 것은 많은 캐리어들이 동시에 이동할 수 있어서 시간당 전류가 많이 흐르는 것이고, L이 크다는 것은 캐리어들이 이동할 거 리가 멀어서 그만큼 캐리어들이 벌크 등 다른 쪽으로 빗나갈 확률이 높아 소스 쪽에 도달하는 캐리어의 개수가 적어, 전류가 적게 흐르는 것을 알 수 있다. 다시 저수지의 예로 돌아가 저수지의 1킬로미터 지점과 10킬로 미터 지점에서 물의 양을 측정하면 도중에 물이 다른 데로 빠지는 곳이 없어도 1킬로미터 지점보다 10킬로미터 지점의 물의 양이 좀 더 적을 것이다. 그건 물이 흘러 내려오면서 땅으로 스며들기도 하 고, 증발되기 때문이다. 그렇듯 MOS에서도 길이가 길수록 소스에서 출발한 전자들이 벌크나 기타 다른 방향으로 빗나가 드레인에 도착 한 전자의 개수가 소스에서 출발한 개수보다 적어질 확률이 높아진다. 반도체 설계에서는 이 MOS의 폭과 길이를 적절히 조절하여 원 하는 만큼의 전류를 흐르게 하여 회로를 설계한다.
아래로 여는 차단 밸브
PMOS도 NMOS와 동일하다. 단, PMOS의 V₁는 음수이고 소스와 드 레인이 NMOS와 달리 전압이 높은 쪽이 소스, 낮은 쪽이 드레언이 어서 VGS 일 때 온 되고, VDS = VD-VS < 0일 때 전류가 흐른다는 점이 다르다. 우선 V₁가 음수인 것은 그림 8.15에서처럼 차단 밸브의 방향이 그림 8.10과는 달리 아래쪽으로 여는 것으로 이해하면 될 것이고 8.10과 달리 물의 흐름이 바뀌었다. PMOS는 NMOS에 대하여 VT, VGS, VDS 그리고 IDS의 부호가 다르 기에 이 값들에 절대값을 취하면 NMOS와 같아진다. 즉 IDs)는 IVGs|가 높을수록, IVDS와 MOS의 폭(W)이 커질수록, 길이(L)가 작아질수록 전류가 많이 흐른다.
표 8.1에 NMOS와 PMOS의 전기적 특성을 요약했다. 이를 5장의 표 5.1과 비교해 보자.
모스에도 기생충이 있다
반도체에서 기생 소자(parasitic device)란 의도적으로 만든 소자가 아 니라 어쩔 수 없이 생겨난 것을 말한다. 기생 소자에는 여러 가지가 있으나 여기서는 기생 저항, 기생 캐패시터를 살펴보자. 그림 8.16 (a)를 보자. 소스와 드레인은 n-type이고 벌크는 P type이다. 즉 pn 다이오드가 형성된다. 그리고 pn 다이오드의 +극 즉, P 단자는 벌크가 되는데 벌크는 NMOS에서는 VSS에 연결시키므로 단자가 단자보다 높은 전압에 걸리는 경우가 없다. 즉 다이오드가 역바이어스에 걸려서 중간에 공핍층이 생긴다(2장 참조). 이 공핍층이 부도체 역할을 한다. 즉 소스 입장에서 보면 소스, 공핍층(부 도체), 벌크가 되어 양쪽 도체 사이에 부도체가 존재하여 캐패시터가 형성된다. 드레인 쪽도 드레인, 공핍층, 벌크가 캐패시터가 된다. 게 이트 쪽은 폴리, 산화층, 벌크 순으로 되어 산화층을 부도체로 하고 폴리와 벌크가 도체가 되어 역시 캐패시터가 형성된다. PMOS에서 도 마찬가지다. 소스 쪽에 형성된 캐패시터를 Cs, 게이트 쪽에 생긴 캐패시터를 CG, 드레인 쪽에 생긴 캐패시터를 CD로 표시한다. PMOS에서도 마 찬가지로 Cs, CG, CD가 형성된다. 사실 MOS의 기생 캐패시터는 더 세분할 수 있지만, 이쯤 해 두자. Cs, CD는 그림 8.16 (a)에서 보듯이 pn 접합(pn junction)에 의해서 생기는 것이기에 통칭하여 정션 캐패 시터(junction capacitor)라 하고, 게이트 밑에 생기는 기생 캐패시터를 게이트 캐패시터라 한다. 그림 8.16 (b)를 보면 소스나 드레인이 컨텍에 의해 메탈 1과 연 결되는데 그 컨텍을 통해 전류가 소스나 드레인에 공급되는 것이다. 이 컨텍부터 게이트 밑에 형성될 채널까지 거리가 있으므로 그 거리 에 의해서 생기는 저항을 말한다. 드레인 쪽에 생기면 드레인 저항(RD), 소스 쪽에 생기면 소스 저항(RS)이라 한다. 도체에도 저항 성 분이 있는데, 단면적이 작을수록 길이가 길수록 저항 값이 커진다.
길 위의 기생충
인터커넥션이란 소자와 소자를 연결시켜 주는 것을 말하는데, 주로 폴리나 메탈로 인터커넥션을 한다. 소자란 저항, 캐패시터, MOS, 다 이오드 등을 일컫는다. 인터커넥션은 전하가 다니는 길이라 하여 라 우트(route), 소자와 소자를 연결시키는 것을 전하가 다니는 길을 만 든다고 하여 라우팅(routing)이라고 한다. 그림 8.17에서 PMOS의 드레인에서 메탈 2까지의 기생 소자들만 살펴보면(물론 다른 패스(path)에도 이와 같이 생긴다] R1은 컨텍 저항, R2는 컨텍에서 비아까지의 메탈 1 저항, R3는 비아 저항, R4는 메탈 2 저항을 나타낸다. C1는 BPSG를 유전체로 메탈 1과 PMOS의 드레 인을 단자로, C2는 IMO를 유전체로 메탈 2와 메탈 1을 단자로, C3 는 IMO와 BPSG를 유전체로 메탈 2와 폴리를 단자로, C4는 IMO를 유전체로 메탈 2와 메탈 1을 단자로 하는 기생 캐패시터들이다.
쉬어가는 글 -----------------------------------------------------------------------------------
어느 인터넷 홈페이지에서 공대생 측정법을 본 적이 있다. 다음 단어를 보고 바로 떠오르는 뜻을 생각해 보기 바란다. 물론 이 단어에는 여 러 가지 뜻이 있다. 그 중에서 제일 먼저 떠오르는 뜻을 적어 보자.
확률, 방정식, 평가, 빈도, 함수
어떤 대답이 나왔는가? 전자공학에서는 기능이나 관점에 따라 같은 사물을 다른 용어로 사용 하기도 하고, 다른 사물을 같은 용어로 쓰기도 한다. 금강산, 봉래산, 풍악산, 개골산은 모두 같은 산을 지칭하고, 명태, 북어, 동태는 모두 같은 생선을 지칭하는 것이다. 반대로 사람의 배, 타는 배, 과일 배를 모두 '배'라고 부르는 것과 마찬가지다. 1장의 PCB를 사람에 따라 보 드라고 부르기도 하고 카드라고 부르기도 한다. 이는 같은 사물을 칭하는 것이다. 전기를 띤 입자를 전하라고 하는데 전하는 영어로 차지(charge)이다. 캐패시터 혹은 축전지를 우리는 충전, 방전시킨다고 한다. 영어로는 차지, 디스차지(discharge)라고 한다. 그래서 반도체에서는 전하라는 말 대신 캐리어라는 말을 쓴다. 근본적으로는 전자 혹은 전자가 들어 갈 여지(hole)를 지칭하는 것이다. MOS의 단자 중에 소스, 드레인이 있다. 둘을 통칭하여 액티브라고도 하고, 그 제조 과정이 확산(diffusion)을 이용하기에 디퓨전(diffusion) 이라고도 한다. 그리고 그것이 구조상 수직적으로 pn 접합(pn junction)을 형성하기에 정션(junction)이라고도 한다. 전기적으로 벌크 는 구조적으로는 서브스트레이트라 부른다. 벌크에 전압을 가하는 입자에서는 픽업을 이 책에서는 언급하지 않았으나 ESD/래치 업(latch up) 관점에서는 가드링(guard ring)이라고도 한다. 부도체(insulator), 절연체, 유전체(dielectric substance)는 모두 같은 말이다. MOS의 단자에는 소스, 드레인, 게이트가 있다. 게이트는 MOS에서는 일개 단자지만 뒤에 나올 설계에서는 어떤 기본 기능을 하는 회로를 또 게이트라 한다. VDD, VCC 등으로 표시하는 전원을 파워라 한다. 그러면서도 전압전류인 전력도 파워라 한다. 뒤에 설명할 입력의 반 대되는 신호를 출력하는 회로를 인버터(inverter)라 한다. 그런데 직류 를 교류로 바꾸는 회로도 인버터라 한다. 같은 반도체를 하는 사람들끼리도 공정 쪽에선 SOG가 스핀 온 글래스 (spin on glass)를 뜻하고 설계 쪽에선 시 오브 게이트(sea of gate)를 뜻한다. 많은 사람들이 인터넷 프로토콜(internet protocol)을 연상하는 IP를 반도체 쪽에선 인텔렉추얼 프로퍼티(intellectual property)로, 언 론에서 자주 언급되는 사회간접자본 SOC를 반도체 쪽에선 시스템 온 칩(System on Chip, SoC)이란 말로 더 많이 사용한다. 연구소 프로젝트 미팅에서는 자주 이런 말이 오간다. "설명을 들어 보 니, 이번 프로젝트는 SoC로 설계할 수밖에 없겠네요. 어떤 IP들이 필 요한지 목록을 작성하고 그 IP들을 도입할지, 자체 설계할지 다음 미 팅에서 결정합시다."
이런 뜻을 떠올릴수록 당신은 공대생에 가깝다.
사전적 의미
probability: 확률/ equation: 방정식 등식/ evaluate : 계산하다/ frequency: 주파수/ function: 함수
probability : 실제로 있음 직함, 개연성, 일어남직함
equation : 평균화, 동일화, 동등화, 균일화, 평형
evaluate : 평가하다, 견적하다
frequency : 자주 일어나기, 빈발, 빈번
function: 기능, 작용, 효용, 직무, 구실
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반도체 제대로 이해하기 강구창 지음
