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최성재
현 가천대학교 전자공학과 교수

'물체를 구성하고 있는 ‘물질’들은 최소 크기를 갖는 원자와 분자들의 결합으로 구성되며, 결합된 결정 구조의 형태에 의해 물질의 물리적 특성, 전기적 특성, 광학적 특성, 자기적 특성, 기계적 특성, 열적 특성, 초전도 특성이 결정된다. 21세기의 과학 기술은 이러한 물질의 결정 구조와 특성을 해석하는 데 그치지 않고, 이들의 크기와 특성을 나노 단위로 자유롭게 변경하고 조절하는 시대로 변화시키고 있다.

이와 같은 기술의 변화를 미국 나노기술분과위원회에서는 국가 나노기술개발전략(National Nanotechnology Initiative, NNI)이라고 정의하였으며, 미국은 인류의 수명연장을 위한 유전자 조작과, 분자 구조 변경을 이용한 의약품 및 의료기술 개발에 사용되는 의료 바이오 기술, 그리고 반도체 및 통신, 자동차, 로봇, 자율 주행 자동차와 같은 공학 분야에 응용되는 나노 기술 등의 분야에서 다른 국가와 비교하여 우월성을 확보하기 위해 노력하고 있다. 이에 맞춰 일본, 영국, 독일, 프랑스, 러시아, 중국, 한국 등과 같은 선진 강대국들도 나노 기술이 4차 산업혁명에 미치는 영향에 주목하였고, 막대한 개발비용과 시간, 인력을 투자하여 경쟁하고 있다. 또한 실시간 화상 통신과 무인 자율 주행 자동차 등의 나노 기술 관련 분야에서, 기술을 가진 나라와 그렇지 못한 나라들의 발전 차이를 보면서 나노 기술의 중요성을 다시 한 번 실감하게 된다.

이에 저자는 무한한 잠재력과 함께 반도체와 통신 분야에서 최강국의 위치를 지키고 있는 우리나라가 기술력을 더욱 발전시키고 다른 선진국들과의 경쟁에서 우위를 점하기 위해서는 인재를 양성해야 한다는 필요성을 느끼게 되었으며, 이는 이 책을 집필하게 되는 계기가 되었다. 이 책은 전자, 전기, 생명, 자동차, 반도체 등 여러 공학 분야를 전공하는 학부생들, 그리고 미래의 주인공인 중·고등학생들을 대상으로 나노 반도체 기술을 최대한 쉽게 이해할 수 있도록 집필하였다. 참고로, 이 책은 저자가 집필한 책 <나노 반도체 소자 설계 및 제조공정 기술>의 내용 중 일부를 그 기반으로 하여 나노 반도체 제조공정의 최신 기술 변화, MEMS, 메모리 소자, IoT 융합 기술 등의 내용을 추가해 집필하였음을 밝혀둔다.

좋은 책을 위해 최선을 다했지만 부족한 부분이나 오류가 있을 수 있다. 이 점은 양해를 구하며, 출간 후에라도 수정 사항이 있을 경우에는 자유아카데미 홈페이지(www.freeaca.com) 자료실에 제공할 예정이니 참고하기를 바란다.

1장 나노 반도체 기술
1. 나노 반도체의 정의와 개발과정
2. 나노 반도체의 경향
3. 반도체 제조 기술의 혁신
4. 나노 반도체의 제조공정

2장 나노 반도체 재료의 기초물성
1. 고순도의 웨이퍼와 공정 화학 물질의 중요성
2. 갈륨비소(GaAs) 물질의 전기적 특성
3. 탄소 풀러렌과 탄소나노튜브
4. 탄소섬유

3장 이산 소자와 나노 반도체 소자의 집적공정 기술
1. 이산 소자와 집적 회로 소자
2. CMOS 제조공정 기술과 스케일링
3. CMOS 제조공정

4장 나노 반도체 품질 측정 장비와 분석 장비
1. 나노 반도체 품질 측정
2. 주사 전자 현미경과 투과 전자 현미경

5장 나노 반도체의 박막 증착 공정
1. 산화 공정의 개요
2. 습식 산화 공정과 건식 산화 공정
3. LOCOS 공정 기술
4. STI 공정 기술
5. 수직 반응로와 급속 열처리기(RTP)

6장 화학적 기상 증착 공정
1. 화학적 기상 증착법
2. 대기압 CVD 공정
3. 저압 CVD 공정
4. 플라스마 보조형 CVD
5. 기상 에피택시

7장 포토리소그래피 공정
1. 포토리소그래피의 정의
2. negative 포토리소그래피와 positive 포토리소그래피
3. 포토리소그래피 공정의 8단계 분류

8장 식각 공정
1. 식각 공정의 분류
2. 등방성 식각과 이방성 식각
3. 식각 바이어스와 언더컷
4. 식각 선택도
1장 나노 반도체 기술
1. 나노 반도체의 정의와 개발과정
2. 나노 반도체의 경향
3. 반도체 제조 기술의 혁신
4. 나노 반도체의 제조공정

2장 나노 반도체 재료의 기초물성
1. 고순도의 웨이퍼와 공정 화학 물질의 중요성
2. 갈륨비소(GaAs) 물질의 전기적 특성
3. 탄소 풀러렌과 탄소나노튜브
4. 탄소섬유

3장 이산 소자와 나노 반도체 소자의 집적공정 기술
1. 이산 소자와 집적 회로 소자
2. CMOS 제조공정 기술과 스케일링
3. CMOS 제조공정

4장 나노 반도체 품질 측정 장비와 분석 장비
1. 나노 반도체 품질 측정
2. 주사 전자 현미경과 투과 전자 현미경

5장 나노 반도체의 박막 증착 공정
1. 산화 공정의 개요
2. 습식 산화 공정과 건식 산화 공정
3. LOCOS 공정 기술
4. STI 공정 기술
5. 수직 반응로와 급속 열처리기(RTP)

6장 화학적 기상 증착 공정
1. 화학적 기상 증착법
2. 대기압 CVD 공정
3. 저압 CVD 공정
4. 플라스마 보조형 CVD
5. 기상 에피택시

7장 포토리소그래피 공정
1. 포토리소그래피의 정의
2. negative 포토리소그래피와 positive 포토리소그래피
3. 포토리소그래피 공정의 8단계 분류

8장 식각 공정
1. 식각 공정의 분류
2. 등방성 식각과 이방성 식각
3. 식각 바이어스와 언더컷
4. 식각 선택도

A. 정전기 방전(ESD)
B. 청정실과 청결 등급 지수
C. 웨이퍼 세정 공정과 습식 세정 장비
D. 진공 펌프의 분류
E. 화학 물질과 안전
F. 물질 안전 데이터 시트(MSDS)의 중요성

참고문헌
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