Microelectronics and Microsystems
A tantárgy angol neve: Microelectronics and Microsystems
Adatlap utolsó módosítása: 2007. július 13.
Tantárgy lejárati dátuma: 2013. június 30.
Integrated Engineering
Választható tárgy
Név:
Beosztás:
Tanszék, Int.:
Dr. Mizsei János
docens
Elektronikus Eszközök Tsz.
Dr. Zólomy Imre
Egyetemi tanár
Fizika, matematika
Tematikaütközés miatt a tárgyat csak azok vehetik fel, akik korábban nem hallgatták a következő tárgyakat:
A félvezető eszközök, integrált áramkörök, félvezető technológia, valamint a mikromechanika területén az előbbi szakterületek egymással való kapcsolatát is magába foglaló alapvető ismeretek elsajátíttatása.
Félvezető fizika alapjai, energia sávdiagramok szilardtestekre, elektronok, lyukak, adalékolás, Fermi-Dirac statisztika, transzport és folytonossági egyenletek, generáció, rekombináció,.
Pn átmenet, kiürített réteg, áram-feszültség karakterisztika, kisjelű helyettesítőképek. Diódák alkalmazása, kapcsolóüzemű viselkedés. Fém félvezető –tmenet, Schottky dióda.
Bipoláris tranzisztor. Alapvető működés, áram-feszültség karakterisztikák, alapegyenletek. Ebers-Moll egyenletek, működési tartományok. Kisjelű helyettesítőképek, határfrekvenciák. Kapcsolóüzemű viselkedés.
Fém-oxid-félvezető (MOS) struktúra. Sávdiagram, küszöbfeszültség. MOS térvezérelt tranzisztor felépítése és működése. Áram-feszültség karakterisztika, másodlagos effektusok.
Alapvető integrált áramköri elemek. MOS inverterek fajtái, logikai kapuk, kombinációs áramkörök. Memóriák fajtái ás felépítésük. Mikropocesszorok alapvető felépítése és jellemzőik. Bipoláris integrált áramkörök. TTL kapuk. Műveleti erősítők felépítése és jellemzői. D/A és A/D átalakítók.
Félvezetők és mikrorendszerek technológiái: Félvezető alapanyagok jellemzői, az egykristályos Si szelet technológiája, minősége, a gyártás fejlődési tendenciái. Rétegnövesztés a szelet anyagából: oxidáció. A határfelületek szerepe az oxid növekedésében. Reakciósebesség és diffúzió korlátozott növekedés. Az oxid elektromos jellemzői, szerepe a gyártásban. A lokális oxidáció.
Adalékolási technológia: diffúzió szilárdtestekben. A diffúzió matematikai modelljei (diszkrét és folytonos): sztochasztikus mátrixok és differenciálegyenletek. Adalék újra eloszlás számítása konvolúcióval, a diffúzió gyakorlati kivitelezése. Ionimplantáció. Hőkezelések szerepe.
Gőzfázisból kémiai úton leválasztott rétegek. Si epitaxia. Rétegleválasztás gőzöléssel és katódporlasztással. A rétegek megmunkálása: fotoreziszt technika, maratási eljárások (nedves és száraz marás). Maszk előállítás.
Szabványos bipoláris technológia lépései, a keletkezett struktúra jellemzői. Összefüggés a technológia és az eszközök paraméterei között. CMOS és BiCMOS technológiák jellegzetes vonásai.
Az arányos méretcsökkentés (scale down) hatása a mikrorendszerekre.
A szilícium izotrop és anizotrop marása. A marás mechanizmusai, elektrokémiai marás. Plazma marás. Felületi és tömbi mikromechanika. A feláldozandó rétegek szerepe.
A szilícium és üveg egymáshoz kötése, kétoldalas szeletmegmunkálás. A SIMPLE I és a SCREAM technológiák. LIGA technika. Árnyalatos maszkok használata.
A mikromechanika elemei, technológiájuk (áthidalások, mikro csatornák, egy szeletes gáz kromatográf, sztatikus és mágneses mikromotorok, pneumatikus eszközök, érzékelők).
Előadás, üzemlátogatás
a. A szorgalmi időszakban: az aláírás megadásának feltétele 1 nagy zh min. elégséges szintű megírása. Megadott aláírás három éven belül érvényesíthető.
b. A vizsgaidőszakban: írásbeli vizsga.
c. Elővizsga: -
Az aláírás megszerzése érdekében a szemeszter folyamán 1 pótzh. megírására van lehetőség. A vizsgaidőszakban történő pótlás a TVSz szerint lehetséges.
Zh írás előtti napon, vagy vizsganapok előtti napon az előadóval történő személyes egyeztetéssel lehet konzultálni.
S. M. Sze, Semiconductor devices, John Wiley and Sons, 1985
Kontakt óra
60
Félévközi készülés órákra
30
Felkészülés zárthelyire
10
Házi feladat elkészítése
-
Kijelölt írásos tananyag elsajátítása
20
..
Vizsgafelkészülés
Összesen
150
Egyetemi docens