반도체 기초 - nominal, 코너, 조건관련 용어

다른 조건을 표현할 때는 보통 온도, 전압, 공정 변동 등을 기준으로 다양한 코너 (corner) 조건을 설정하여 사용합니다. 주로 쓰이는 조건 표현법은 다음과 같습니다:

 

rc nominal에서 nominal은 특정 조건하에서의 대표적인, 즉 기준 또는 표준 조건을 나타냅니다. 일반적으로 반도체 설계에서 nominal은 온도, 전압, 공정 등의 변수가 일반적인 (대표적인) 상태일 때의 시뮬레이션을 의미합니다. 이를 통해 일반적인 동작 특성을 평가하게 됩니다.

rc nominal의 경우, 저항 (R)과 캐패시턴스 (C) 값이 이 표준 조건에 맞춰진 값으로 설정되어 있어, 설계가 기대한 성능대로 동작하는지 확인하기 위해 사용됩니다.

 

1. Process Corners: 제조 공정의 변동에 따른 조건을 설정하는 것으로, 반도체 소자의 제조 공정에서 발생할 수 있는 최대 및 최소 특성을 반영한 시뮬레이션입니다.
   • TT (Typical-Typical): 공정이 일반적인 상태인 조건으로, nominal 조건과 동일하게 쓰이는 경우가 많습니다.
   • SS (Slow-Slow): 모든 트랜지스터가 느리게 동작하는 최악의 공정 조건을 나타냅니다.
   • FF (Fast-Fast): 모든 트랜지스터가 빠르게 동작하는 최적의 공정 조건을 나타냅니다.
   • FS, SF: 트랜지스터의 PMOS와 NMOS가 각각 느리거나 빠른 조건을 나타내며, 비대칭성을 평가하기 위해 사용됩니다.
2. Voltage Corners: 전압 변동에 따른 조건입니다.
   • Vmin (Minimum Voltage): 최소 전압 조건.
   • Vnom (Nominal Voltage): 기준 전압 조건 (일반적으로 nominal과 동일).
   • Vmax (Maximum Voltage): 최대 전압 조건.
3. Temperature Corners: 온도 변동에 따른 조건입니다.
   • Tmin (Minimum Temperature): 최소 온도 조건.
   • Tnom (Nominal Temperature): 기준 온도 조건.
   • Tmax (Maximum Temperature): 최대 온도 조건.

이들 조건을 조합하여 PVT (Process, Voltage, Temperature) 코너 시뮬레이션을 수행합니다. 예를 들어 SS, Vmin, Tmin은 모든 트랜지스터가 느리게 동작하며, 전압이 최소이고, 온도가 최저인 최악의 조건을 의미하며, 이는 시스템의 안정성을 검증하는 데 중요합니다.