본격적인 IT(Information technology) 시대에 반도체는 현장에 종사하는 엔지니어들과 학생들이 익혀야 할 매우 중요한 분야입니다. 반도체는 여러 분야로 나누어질 수 있는데 반도체 IC 제조분야는 크게 4 가지 공정으로 구분합니다. 즉 칩을 설계하여 DB를 만드는 반도체 설계 공정(design process) 설계된 DB를 이용하여 칩을 제작하는 반도체 제조 공정(fabrication process) 제조 공정을 통해서 완성된 칩을 보호하는 반도체 패키지 공정(package process) 그리고 웨이퍼 상태와 패키지 상태에서 IC의 특성을 테스트하는 반도체 테스트 공정(test process)으로 나눌 수 있다.
이 책은 IC 제조분야의 반도체 테스트 공정을 다룹니다. 본 교재의 제목인 디지털 IC 테스트는 저자의 산업체 경험을 바탕으로한 현장 자료들과 다수의 관련 원서들을 참조하여 집필하였습니다.
21세기 새로운 밀레니엄 시대인 요즈음 대학에서 가르치고 있는 반도체 분야의 교육내용은 제가 공부했던 80년대와 별 차이가 없는 것 같습니다. 80년대에는 대학에서 반도체 소자와 반도체 공정을 중심으로 교육이 시작되었고 관련 원서들을 가지고 공부를 하였습니다. 반도체 설계 분야의 요구가 시작됨에 따라 80년 중반 이후 그리고 90년대에 반도체 설계 교육이 중요한 반도체 교육 분야가 되었고 다양한 서적들이 출판되었습니다. 현재 반도체 소자 공정 그리고 설계 관련 책들은 손쉽게 구할 수 있습니다. 그러나 국내 반도체 산업이 차지하는 비중을 고려할 때 반도체 패키지 공정 또는 반도체 테스트 공정 책들은 전무한 형편입니다. 저자가 산업체에서 근무하던 시절에도 반도체 테스트 관련 서적은 참 귀했습니다. 물론 관련 원서들이 몇 권 소개되었지만 원서 독해가 가능한 엔지니어들만 이용할 수 있었고 현장 실무자 또는 관련 분야 엔지니어들이 손쉽게 이해할 수 있는 우리말로 된 책은 전혀 없었습니다. 대학을 졸업하고 반도체회사에 취업하여 현업에서 반도체 테스트 업무를 시작할 때 유일하게 선임 사원에게서만 IC 테스트의 전문 기술을 배울 수 있었습니다. 입사 얼마 후 원서로 된 테스트 서적을 구하고 공부하면서 반도체에 종사하는 사람들을 위하여 우리말로 된 책을 만들어야겠다는 생각을 하게 되었습니다. 반도체 테스트 이외의 분야(소자 설계 패키지 영업 품질 등)의 엔지니어들과 같이 일을 하면서 경험한 것은 서로간의 업무에 대한 이해가 매우 부족하다는 것이었습니다. 따라서 우리말로 된 각 분야에 대한 좋은 책들이 있으면 서로간의 이해가 가능하리라 생각하였습니다. 산업체 근무기간 틈틈이 준비했던 본 책은 대학으로 자리를 옮긴 후에 IC 테스트 교육과정을 개설하면서 지난 5년간 지금의 모양을 갖추게 되었습니다.
본 책은 반도체 관련 분야의 엔지니어 대학원생 4년제 대학생 및 전문대학 학생들을 대상으로 합니다. 본 책은 디지털 IC의 기본 개념과 디지털 IC 테스트를 위한 입문서이며 기초 이론을 바탕으로 하여 반도체 IC 테스트 응용을 위하여 편찬하였습니다.
본 책의 각 장의 내용을 요약하여 설명하겠습니다.
제1장은 디지털 IC에서 테스트를 고려한 디지털 논리회로 테스트 방법을 설명합니다.
제2장은 디지털 IC 소개와 IC 규격을 설명합니다.
제3장은 디지털 IC를 중심으로 실제적인 테스트 방법을 배웁니다.
제4장은 메모리소자의 테스트 방법을 배웁니다.
이 책을 처음부터 끝까지 읽어보시면서 보완해주신 김무영 이사님과 도와주신 여러분들게 감사 드립니다. 본 책은 필자의 부족함으로 인한 오류와 수정 보완해야 할 부분이 있을 것으로 생각이 됩니다. 김독자 제위께 많은 지도 편달을 부탁드리며 본 교재와 관련하여 문의사항이 있을 경우 아래의 E-mail로 연락주시면 성심 성의껏 답해드리겠습니다.
제 1장 디지털 IC 테스트 개요
1.1 반도체 IC 테스트
1.1.1 ATE
1.2 IC 테스트 기본 개념
1.2.1 전압인가 전류비교
1.2.2 전류인가 전압비교
1.3 IC 테스트 목적
1.3.1 테스트 용도
1.3.2 제조 레벨
1.3.3 테스트 종류
1.3.4 소자 제조공정
1.3.5 디지털 IC 종류
1.4 고장 검출
1.5 IC 테스트 개요
제2장 디지털 IC
2.1 집적회로
2.2 디지털 IC 분류
2.2.1 제조공정에 의한 분류
2.2.2 전자공학 측면에서 분류
2.2.3 논리 게이트 개수에 의한 분류
2.2.4 논리기능에 의한 분류
2.2.5 제조형태에 따른 분류
2.3 제조공정에 따른 IC 분류
2.3.1 바이폴라 IC
2.3.2 CMOS IC
2.3.3 BiCMOS IC
2.4 디지털 IC 전기적 특성
2.4.1 절대극한값과 추천작동조건
2.4.2 AC 특성
2.4.3 DC 특성
2.4.4 잡음여유도와 팬아웃
2.5 CMOS IC의 이해
2.5.1 반도체 기초
2.5.2 MOS 소자
2.5.3 MOS IC
2.5.4 CMOS IC의 제조공정
2.5.5 CMOS 래치업
제3장 디지털 IC 테스트
3.1 펑션 테스트
3.1.1 테스트벡터(Test Vector)
3.1.2 동기데이터(Stimuli Data)
3.1.3 기대데이터 (Expect Data)
3.1.4 테스트 프로그램과 패턴 프로그램
3.1.5 인터페이싱과 데이타로깅
3.1.6 테스터 리소스
3.2 DC 파라메터 테스트 (DC Parametric Test)
3.2.1 PMU
3.2.2 DC 파라메터 테스트 기초
3.2.3 DC 파라메터 종류
3.2.4 OS(OpenShort) 테스트
3.2.5 누설전류(leakage) 테스트
3.2.6 문턱전압 (VILVIH) 테스트
3.2.7 출력 전압 전류 테스트(VOHIOH VOLIOL)
3.2.8 출력단락전류(output short current IOS)
3.2.9 전원소비전류
3.3 AC 파라메터 테스트 (AC Parametric Test)
3.3.1 전달지연시간(Propagation delay time TP)
3.3.2 3상태(tristate) 출력 시간
3.3.3 TACC 시간(access time)
3.3.4 TWR 시간(Write recovery time)
3.3.5 TPA 시간(Pause time)
3.3.6 TRE 시간(Refresh time)
3.3.8 속도 측정 - TR 시간(Rise time)과 TF 시간(Fall time)
제4장 테스트 기술
4.1 메모리 소자
제5장 메모리 소자 테스트
5.1 메모리 소자
5.1.1 메모리 소자 분류
5.1.2 메모리 용도
5.2 SRAM
5.2.1 SRAM 구조
5.2.2 비동기형과 동기형 SRAM
5.2.3 SRAM 셀
5.2.4 메모리 확장
5.2.5 SRAM 메모리 시스템의 구성
5.2.6 256×4 SRAM 테스트 규격서
5.3 DRAM
5.3.1 DRAM 구성
5.3.2 DRAM 메모리 시스템 구성
5.4 메모리 고려사항
5.4.1 TTL 구동
5.4.2 잡음
5.4.3 소비전력
5.5 메모리 IC 테스트 기술
5.5.1 메모리 IC 테스트 기본
5.5.2 메모리 IC 테스트 패턴
5.6 메모리 테스터
5.6.1 메모리 테스터의 특징
5.6.2 메모리 테스터의 구성과 기능
5.6.3 메모리 ATE
5.7 테스트 장비 : 핸들러
제6장 DFT 1
6.1 디지털 시스템의 고장
6.1.1 디지털 IC의 내부결함
6.1.2 디지털 IC의 외부결함
6.2 디지털 논리회로 테스트
6.2.1 디지털 논리회로의 테스트 필요성
6.2.2 고장과 고장모델
6.2.3 조합논리회로에 대한 테스트벡터 생성
6.2.4 순차논리회로의 테스트
6.3 DFT
부록 용어사전
