SciBook / 물리학

전자기학Electromagnetics · 대학 2–3학년 · 반도체 기초

DRAM 셀 커패시터의 정전 용량, 구리 배선의 RC 지연과 누화, 식각 장비 코일이 플라스마에 밀어 넣는 13.56 MHz 전력, 엘립소미터가 읽는 산화막 두께, TCAD가 푸는 푸아송 방정식 — 반도체 공장의 많은 숫자는 맥스웰 방정식 네 줄에서 나온다. 이 책은 장(field)을 눈에 보이게 그리는 데서 시작한다. 전하를 끌어 장선과 등전위면을 바꾸고, 격자 위에서 라플라스 방정식을 직접 풀고, 전송선에 계단파를 보내 반사를 보고, 박막 위 빛의 간섭을 계산한다. 범위는 공대·자연대 2–3학년 전자기학 두 학기에 전송선·신호 무결성·수치 해석을 더한 것이고, 장마다 반도체에서는 상자로 실무와 연결한다.

전하를 끌어 보세요 · 두 번 누르면 부호가 바뀝니다

목차

5부 16장과 부록 2개. 1–4장은 정전기학, 5–7장은 전류와 정자기학, 8–11장은 시간에 따라 변하는 장과 파동, 12–15장은 전송선·도파관·안테나, 16장은 수치 해석이다.

제1부 정전기학

제2부 전류와 정자기학

제3부 시간에 따라 변하는 장

제4부 전송선과 고주파

제5부 계산

부록

이 교과서로 공부하는 법

예측하고 → 장을 그려 보고 → 식으로 확인하고 → 현장과 잇는다.

PREDICT먼저 예측시뮬레이터는 결과를 예측해야 열린다. 도체 모서리에서 장이 어떻게 몰리는지, 부하를 열면 반사파가 어떤 부호로 돌아오는지 먼저 짐작한다.
DRAW장을 눈으로 본다전하와 전류를 끌어 장선·등전위면·자기장을 실시간으로 다시 그리고, 발산과 회전을 화살표 장 위에서 확인한다.
SOLVE방정식을 직접 푼다라플라스 방정식을 격자에서 이완법으로 풀고, 박막의 반사를 전달 행렬로, 전파를 FDTD로 그 자리에서 계산한다.
SEMI반도체에서는장마다 커패시터와 EOT, 기생 용량 추출, 일렉트로마이그레이션, ICP 코일, 표피 효과, 엘립소메트리, RF 정합기, TDR과 누화처럼 그 개념이 쓰이는 현장을 보이고 SemiBooks의 해당 장으로 잇는다.
PROBLEM자동 채점예제는 전략–풀이–검토로, 연습문제는 숫자를 넣으면 바로 채점한다.

학습 경로

한 학기 강의 (15주)

  1. 1주 1장 벡터 해석
  2. 2주 2장 정전기장
  3. 3주 3장 도체와 유전체
  4. 4주 4장 경계값 문제
  5. 5주 5장 정상 전류
  6. 6주 6장 정자기장
  7. 7주 7장 자성체와 자기 회로
  8. 8주 중간고사
  9. 9주 8장 전자기 유도
  10. 10주 9장 맥스웰 방정식
  11. 11주 10장 평면파
  12. 12주 11장 반사와 투과
  13. 13주 12장 전송선
  14. 14주 13–16장 중 골라서 (신호 무결성·도파관·복사·수치 해석)
  15. 15주 기말고사

실무자 압축 과정 (6회)

  1. 1회 2·3장 — 전기장과 전위, 커패시터와 high-k의 EOT
  2. 2회 4·16장 — 라플라스 방정식과 기생 용량 추출, TCAD 속 수치 해석
  3. 3회 5·6·8장 — 면저항과 일렉트로마이그레이션, 인덕턴스, ICP 코일과 와전류
  4. 4회 10·11장 — 표피 효과와 플라스마, 박막 반사와 엘립소메트리
  5. 5회 12장 — 전송선, 스미스 차트, 플라스마 장비의 RF 정합
  6. 6회 13·15장 — 배선 지연·누화·TDR, EMI와 차폐

앞 책: 일반물리학 제3부(전자기·빛)를 이어받는다. 함께 읽을 책: 고체물리의 유전체·자성 장이 물질 쪽 이야기를 맡는다. 다음 책: EtchBook의 플라스마·반응기 장과 OpticsBook의 박막·편광 장이 이 책의 도구를 바로 쓴다.