Ch0 _ 시작하기에 앞서

 나는 반도체공학을 전공하였으며, 현재 본교 대학원에서 차세대 메모리, 뉴로모픽 소자와 관련된 연구를 준비중에 있다.
 전공 교과목 커리큘럼에 따르면 "나노반도체공학"을 다음 네가지의 역량으로 나누고 있다.

① 반도체기초 응용능력
② 전자재료 평가 및 반도체 소자 설계능력
③ 반도체공정 및 장비운용 능력

④ 반도체설계 능력

 

 이러한 분류 중 ② 전자재료 평가 및 반도체 소자 설계능력의 커리큘럼을 보면,

- 그림 1. 본교의 나노반도체공학과 커리큘럼 중 ②의 체계도 -

 

 나노재료공학 - 반도체물리학 - 반도체소자공학으로 이어지는 flow가 있다. 이를 통해 반도체 소자 물리에 대한 전반적인 내용을 학습할 수 있는데, 2학년 2학기 반도체물리학의 경우 고체의 결정 구조, Quantum Mechanics(양자역학) 입문을 소개하고 Quantum Theory of Solids(고체 양자역학)을 통해 single crystal solid에서 전자의 에너지밴드 개념으로 확장하게 된다. 이후 semiconductor in equilibrium(평형상태의 반도체)와 전하의 이동에 따른 전류(전계에 의한 드리프트 전류와 농도 차에 의한 확산 전류)를 배우고, 마지막으로 Non-equilibrium excess carriers와 관련된 해석을 하며 마무리 된다.

 

 이후 3학년 1학기 반도체소자공학의 경우 앞서 반도체물리학에서 배운 여러 이론과 현상을 device level로 확장하여, pn junction(pn접합)과 heterojunction(이종접합), MOSFET 입문, Bipolar Junction Transistor(BJT), 그리고 optical devices를 살펴보며 마무리 된다.

 

 이러한 커리큘럼 구성은 그 흐름이 매우 정교해서 정규 커리큘럼만 이수하여도 충분할 수 있지만, MOSFET의 경우 인가 게이트 전압에 따른 동작모드와 구동 방식만을 설명할 뿐, 반도체물리학에서 배우는 에너지밴드 구조의 형성과의 접점은 부족한 느낌을 받았다. 그래서 융합전공을 통해 정규 커리큘럼에 없는 "반도체전자소자공학"을 이수하였고, 수업에서 사용하는 교재는 아래와 같다.

 

- 그림1. 한빛 아카데미 반도체공학 3판, 김동명 지음 -

 

 해당 교재의 머리말에 바로 등장하는 슬로건은 "$J=\sum{Q'Nv}$로 이해하는 반도체 공학"으로, 해당 수식을 책 전반에 걸쳐 사용함으로써 개념 전달에 일관성을 주기 때문에 학습이 용이하다. 앞으로 위 교재를 참고하여 "반도체 물리와 소자"에 대한 공부 내용을 정리하려고 한다.