Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

    Belépés
    címtáras azonosítással

    vissza a tantárgylistához   nyomtatható verzió    

    Félvezető technológia

    A tantárgy angol neve: Semiconductor Processing

    Adatlap utolsó módosítása: 2017. június 21.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar
    Villamosmérnöki szak
    BSc képzés
    Mikroelektronika és elektronikai technológia szakirány
    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VIEEAC02 5 2/1/0/v 4  
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Plesz Balázs, Elektronikus Eszközök Tanszéke
    4. A tantárgy előadója

    Név:

    Beosztás:

    Tanszék, Int.:

    Dr. Mizsei János

    egyetemi tanár

    Elektronikus Eszközök Tsz

    Dr. Zólomy Imre

    professor emeritus

    Elektronikus Eszközök Tsz

    Dr. Gyulai József

    professor emeritus

    Elektronikus Eszközök Tsz

    Dr. Plesz Balázs

    egyetemi docens

    Elektronikus Eszközök Tsz

    5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

    Mikroelektronika

    6. Előtanulmányi rend
    Kötelező:
    ((Szakirany("AVINmikrogyart", _) VAGY
    Szakirany("AVINmikroterv", _) VAGY
    Szakirany("AVImikro", _) )

    VAGY Training.code=("5NAA7") )

    ÉS NEM ( TárgyEredmény( "BMEVIEEA329" , "jegy" , _ ) >= 2
    VAGY
    TárgyEredmény("BMEVIEEA329", "FELVETEL", AktualisFelev()) > 0)

    A fenti forma a Neptun sajátja, ezen technikai okokból nem változtattunk.

    A kötelező előtanulmányi rendek grafikus formában itt láthatók.

    Ajánlott:

    A tárgy felvételéhez javasolt a Mikroelektronika tárgy kreditjeinek megszerzése.

    7. A tantárgy célkitűzése

    A tárgy áttekintés adást ad a félvezető eszközök gyártása során használt technológiákról, és bemutatja a leggyakoribb félvezető eszközök és integrált áramkörök fizikai felépítését, működési elvét és előállításának folyamatait. A szerzett ismeretek segítik a hallgatókat a félvezető eszközök világában való eligazodásban, és tervezési feladatoknál az adott feladathoz legalkalmasabb típusú és felépítésű eszköz kiválasztásában. A gyártástechnológia ismerete továbbá mélyebb betekintést biztosít az integrált áramkörök tervezésénél alkalmazandó tervezési szabályok okaiba, ezzel elősegítve az átfogó tervezési szemléletmód alkalmazását.

    8. A tantárgy részletes tematikája

    1. hét

    Bevezető: félvezető technológia alapok, félvezető eszközök típusai (diszkrét kontra integrált áramkör, teljesítményelektronika, PV, érzékelők), az egyes irányzatok jellegzetességei, gyártástechnológiai lépések csoportosítása, gyártástechnológiai processzfelépítés alapvető elvei, korszerű CMOS eszközök felépítésének és gyártástechnológiájának rövid áttekintése

    2. hét

    Félvezető alapanyagok (gyakran használt félvezető anyagok: szilícium, gallium-arzenid, szilícium-karbid, germánium) és paramétereik (élettartam, adalékolási szint, diffúziós hossz, alapvető tulajdonságok).

    3. hét

    Si egykristály alapanyag előállítása: kristályhúzási eljárások, fűrészelés, polírozás, SIO alapanyag, Smart-cut, epitaxiális rétegek

    4. hét

    Szilárd fázisú diffúzió félvezetőkben, adalékolás diffúzióval, adalékatomok diffúziója a gyártási folyamat során, thermal budget.

    5. hét

    Ionimplantáció

    6. hét

    Rétegnövesztési eljárások: szilícium-dioxid, szilícium-nitrid, LOCOS, STI, rétegleválasztási eljárások (PVD és CVD)

    7. hét

    Litográfia: fotoreziszt típusok, litográfiai eljárások, maszktípusok, DUV, EUV, direktírás, elektronsugaras litográfia, multi-patterning, spacer patterning, nano-imprint

    8. hét

    Fémezés kialakítása, többrétegű fémezések, fém-félvezető kontaktusok, szilicedek, önillesztő szilicidek (salicide), barrier rétegek, damaszkuszi technológia, CMP, poliszilícium

    9. hét

    Posztprocessz megmunkálás (vékonyítás, fűrészelés, lézeres vágás, stb.) és huzalkötés, multichip integrálási technológiák (TSV, BGA fémezés, stacked die)

     

     

    10. hét

    Teljesítményeszközök (IGBT, szilícium karbid, bipoláris eszközök)

    11. hét

    Memóriák (ROM, PROM, EPROM, SRAM, DRAM, trench kapacitás)

    12. hét

    MEMS technológiák, felületi és tömbi mikromechanika, nedves és szárazkémia marási eljárások, RIE, feláldozandó rétegek használata

    13. hét

     Félvezetők méréstechnikája, alapanyag-minősítés, érintésmentes eljárások, gyártásközi ellenőrzés, C-V mérés

    14. hét

    Kitekintés a félvezető technológiák fejlesztési trendjeiről, integrált áramkörök fejlődési irányzatai, méretcsökkentés lehetőségei és korlátai, beyond CMOS technológiák.

    Gyakorlatok:

    A tárgyhoz tantermi gyakorlat (2 óra/2hét) tartozik.

    1. gyakorlat: félvezető alapanyagok paramétereinek számítása, adalékolások, fajlagos ellenállások, potenciálok különféle félvezető technológiával megvalósított szerkezetekben
    2. gyakorlat: diffúzió matematikai leírása, adalékprofilok számítása, diffúzió figyelembevétele hőkezeléseknél
    3. gyakorlat: Félvezető eszközök mértezése (dióda, bipoláris tranzisztor eszközparamétereinek számolása technológia paraméterek alapján).
    4. gyakorlat: Félvezető eszközök mértezése (FET-ek eszközparamétereinek számolása technológia paraméterek alapján).
    5. IC és MEMS layout és szerkezet elemzés
    6. Processztechnológiai tervezés
    7. Méréstechnikai bemutató gyakorlat, mérési eredmények értelmezése (C-V görbe, eszközkarakterisztikák)

     

     

    9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium)

    A tantárgy elméleti anyagát a 2 óra/hét kiméretű előadásokon ismertetjük. Az előadások anyagát ppt-k segítségével mutatjuk meg, amelyek a tananyag elméleti ábrái és leírásai mellet gyakorlati megvalósítási példákat és megvalósított eszközök bemutatását is tartalmazzák (optikai- és elektron mikroszkópos felvételek, fotók, működést szemléltető ábrák, stb.)

     

    A tantermi gyakorlatokon az előadásokon elhangzott tananyag elmélyítését, a fontosabb számítások és méretezések bemutatását célozzuk, laboratóriumi demonstrációkkal is szemléltetve.

    10. Követelmények

    A szorgalmi időszakban:

    az aláírás feltétele:

    ·                       A szorgalmi időszakban: az előadások 70%-án való részvétel a félév végi aláírás feltétele, ezt katalógus tartásával ellenőrizzük. A gyakorlati foglalkozások összóraszámának 30%-át meghaladó hiányzás esetén a tantárgy kreditpontja nem szerezhető meg. Az aláírás feltétele továbbá egy zárthelyi dolgozat elégségesre való megírása.

    a vizsgaidőszakban:

    ·        a tárgyból írásbeli vizsgát tartunk.

    elővizsga lehetősége:

     

    ·        A tárgyból tartunk elővizsgát.

    11. Pótlási lehetőségek

    A nagy ZH a szorgalmi időszakban egyszer pótolható. Pót-pót ZH főszabály szerint nincs.

    12. Konzultációs lehetőségek

    Konzultációk elektronikusan (e-mailen) történő bejelentkezés alapján.

    13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

    ·       Tanszéki elektronikus jegyzetek a tanszéki tanulmányi felületről (eBook kompatibilis formában is)

    ·       Előadások ppt prezentációi

    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka

    Kontakt óra

    42

    Készülés előadásokra

    7

    Készülés gyakorlatokra

    7

    Készülés laborra

    0

    Készülés zárthelyire

    16

    Házi feladat elkészítése

    0

    Önálló tananyag-feldolgozás

    8

    Vizsgafelkészülés

    40

    Összesen

    120

    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

    Név:

    Beosztás:

    Tanszék, Int.:

    Dr. Mizsei János

    egyetemi tanár

    Elektronikus Eszközök Tsz

    Dr. Zólomy Imre

    professor emeritus

    Elektronikus Eszközök Tsz

    Dr. Juhász László

    egyetemi adjunktus

    Elektronikus Eszközök Tsz

    Dr. Plesz Balázs

    egyetemi docens

    Elektronikus Eszközök Tsz

    IMSc tematika és módszer

    Az IMSc hallgatók valamint a téma iránt érdeklődők a kötelező gyakorlatokon túlmenően tisztatéri laboratóriumi gyakorlatokon vehetnek részt, amelynek keretén belül egyszerűbb félvezető eszközöket készíthetnek (dióda, tranzisztor) el, előzetes vezetett méretezés és gyártástechnológia kidolgozás után. Az eszköz elkészítését követően a hallgatók megismerkedhetnek a szükséges gyártásközi és végső minősítési eljárásokkal.

    IMSc pontozás

    Az IMSc különgyakorlaton részt vett hallgatók a laborgyakorlatokon való hiánytalan részvételért 5 IMSc pontot kapnak, a laborgyakorlatokról pedig jegyzőkönyvet készítenek, amelynek eredménye alapján legfeljebb 10 IMSc pont adható. Az IMSc pontok megszerzése a programban részt nem vevő hallgatók számára is biztosított.