최근 4차 산업혁명의 시대로 접어들면서 반도체 기술은 우리 생활을 변화시키는 가장 중요한 요소가 되었으며, 이에 따라 반도체 설계기술과 우수한 설계인력 육성의 중요성이 커지고 있다. 또한 현재 우리나라의 반도체 산업은 매우 중요한 상황에 놓여 있으며 세계 1위의 메모리 기술력을 바탕으로 더욱 부가가치가 높은 시스템 반도체 시장을 선점하기 위해 더 많은 노력과 투자가 필요한 상황이다. 그리고 이러한 대규모의 투자와 더불어 우수한 반도체를 설계하기 위해서는 반도체 설계기술뿐만 아니라 반도체 공정에 대한 지식과 설계 툴에 대한 숙달 역시 필요하다.

이에 본서는 저자가 실제 회로 설계 업무와 양산을 진행해왔던 경험을 바탕으로 하여 초보자부터 실제 개발자에 이르기까지 반도체 설계를 할 때 필요한 내용들을 수록하여 독자들로 하여금 빠른 기간에 툴 사용을 익히고 반도체 설계능력을 키우는 데 초점을 맞추었다. 또한 반도체 설계 산업기사를 준비하는 수험자들에게 최신 기출문제를 제공하고 관련된 이론 내용들을 다룸으로써 자격증 준비에도 도움이 되고자 하였다.

이 본서를 통하여 반도체 레이아웃 설계자가 설계 툴을 사용할 때 반드시 알아야 하는 기능들과, 관련 서적에서 다루지 않지만 이 본서에 수록되어 있는 알아두면 유용한 내용들을 학습함으로써 차별된 반도체 설계능력을 갖출 수 있을 것이다. 그리고 본서에는 반도체 기본 원리부터 다양한 이론과 실제 현장에서 많이 사용되는 회로에 대한 설명과 예제가 수록되어 있으므로 반도체 현장에서도 활용 가능한 실무 지침서가 될 것이라 본다.

아무쪼록 본서를 통하여 독자들이 반도체 설계 분야에 관심을 갖고 설계능력을 갖추는 데 도움이 되었으면 하며, 빠르게 변화하는 4차 산업 기술시대에 자신의 꿈과 역량을 발휘할 수 있기를 바란다. 끝으로 이 책이 나오기까지 수고해주신 복두출판사 및 나인플러스 관계자 여러분께 감사를 전하며, 반도체 레이아웃 수업을 재미있게 들어주었던 제자들 그리고 아내와 가족들에게도 감사드린다.



2022년 3월
반도체 절대강국을 꿈꾸며 저자 씀

공학박사
2000 : 고려대학교 전기전자전파공학과 학사졸업
2002 : 고려대학교 제어 및 시스템 공학 석사졸업
2011 : 고려대학교 전자공학과 반도체 설계 박사졸업
2002~2016 : 삼성전기 중앙연구소 ASIC 설계팀 책임연구원
2016~현재 : 한국폴리텍대학 반도체융합캠퍼스 반도체설계과 교수

CHAPTER I. 반도체 이론
1.1 집적회로의 탄생
1.2 반도체 산업 분류
1.3 물질의 구조
1.4 반도체 특징
1.5 반도체 소자


CHAPTER II. 반도체 공정
2.1 시스템 반도체 8대 공정
2.2 클린룸
2.3 단결정성장(Poly Silicon Creation)
2.4 규소봉 절단과 표면연마(Lapping & Polishing)
2.5 웨이퍼 세정(Wafer Cleaning)
2.6 Schematic and Layout Design
2.7 마스크 제작(Pattern Preparation)
2.8 노광(Stepper Exposure)
2.9 현상 공정(Develop & Bake)
2.10 산화 공정(Oxidation Layering)
2.11 식각공정(Etching)
2.12 이온 주입(Ion Implant)
2.13 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition)
2.14 금속 배선(Metal Deposition)
2.15 웨이퍼 자동선별(Electric Die Sorting : EDS)


CHAPTER III. CMOS 공정과 디자인룰
3.1 CMOS 공정
3.2 STI 공정
3.3 Well 형성 공정
3.4 Gate 형성 공정
3.5 Source, Drain 형성 공정
3.6 Contact 형성 공정
3.7 Metal 형성 공정
3.8 Via 형성 공정
3.9 Passivation 형성 공정
3.10 디자인 규칙의 이해 및 적용


CHAPTER IV. 반도체 캐드툴 사용법
4.1 회로설계 및 레이아웃설계 절차
4.2 설계환경 이해하기
4.3 작업환경 설정하기
4.4 NMOS, PMOS 레이아웃 하기


CHAPTER Ⅴ. 논리회로 설계
5.1 인버터 설계하기
5.2 2입력 NAND 설계하기
5.3 3입력 NAND 설계하기
5.4 2입력 NOR 설계하기
5.5 2입력 AND 설계하기
5.6 2입력 OR 설계하기
5.7 XOR 설계하기
5.8 DFF 설계하기
5.9 R/S Flip Flop
5.10 J-K Flip Flop
5.11 AOI 회로설계
5.12 OAI 회로설계
5.13 4-1 MUX(multiplex) 설계
5.14 Full Adder 설계


기출문제