Belépés címtáras azonosítással
magyar nyelvű adatlap
Mikroelektronikai hardvertervezés laboratórium
A tantárgy angol neve: Microelectronics Hardware Design Laboratory
Adatlap utolsó módosítása: 2023. március 19.
Dr. Horváth Péter, adjunktus, EET
Dr. Plesz Balázs, egyetemi docens, EET
Digitális technika 1.
Digitális technika 2.
Mikroelektronika
Elektronika 1.
Mikroelektronikai áramkörtervezés
Alkalmazott félvezetőtechnológia
A fenti forma a Neptun sajátja, ezen technikai okokból nem változtattunk.
A kötelező előtanulmányi rend az adott szak honlapján és képzési programjában található.
A laboratóriumban egy integrált áramkörtervezési és egy félvezető technológiai gyakorlat irányt ajánlunk fel, amelyek között a hallgatók választhatnak.
· Digitális integrált áramkör tervezése: A félév során a hallgatók feladata egy tanszéki fejlesztésű mikrokontrollerhez illeszthető perifériavezérlő áramkör szintetizálható RTL modelljének elkészítése, funkcionális verifikációja, szintézise és a szintetizált áramkör karakterizálása.
· Félvezető technológiai gyakorlatsor: Egy egyszerű félvezető eszköz gyártási lépéseinek a követése a félvezető alapanyag minősítésétől az adalékoláson, az oxidnövesztésen, a fotólitográfiai műveleteken keresztül a lapka tokba szereléséig és ellenőrző méréséig.
Áramkörtervezési ágon
· 1-2. hét: A megtervezendő áramkör műszaki specifikálása felhasználói igények alapján.
· 3-7. hét: Részletes tervezés: az áramkör absztrakt modellezése és analízise. Regiszter-transzfer szintű modellezés (RTL kapcsolási séma és hardverleíró nyelvű modell) és logikai szimuláció.
· 8-10. hét: Szintézis, statikus időzítésvizsgálat és post-place&route időzítési szimuláció végzendő.
· 11-12. hét: Az elkészült áramköri tervek részletes műszaki dokumentációja. Ez gyakorlatilag az elkészült hardverleíró nyelvű IP mag felhasználói dokumentációját jelenti.
Félvezető technológia ágon
1. 1. labor: készítendő eszköz méretezésének elméleti háttere
2. 2. labor: gyártástechnológiai sor összeállítása és készítendő eszköz paramétereinek számítása
3-4. labor: Félvezető szelet előkészítése, termikus oxid növesztése
5-6. labor: litográfia, bázisréteg diffúziós ablakának nyitása az oxidban, bázisréteg adalékolása diffúzióval
7-8. labor: litográfia, emitterréteg diffúziós ablakának nyitása az oxidban, emitterréteg adalékolása diffúzióval
9. labor: Fémezési réteg kialakítása
10. labor: szeletek darabolása, tokozása, tokozott chipek bemérése
11-12. labor: adalékprofilok minősítése kísérőszelet alapján, eredmények összegzése és értékelése
Az áramkörtervezési gyakorlat számítógépes laborban történik. Az eszközkészítés esetében a gyakorlatok a tanszéki tiszta térben folynak, ahol minden csoport (4-6 fő) elvégzi a technológiai lépéssorozatot egy-egy szilícium szeleten, minősíti az elvégzett gyártási folyamat eredményét, végül beméri a kész eszközt. (A laborműveletek időbeosztását a csoportokkal közös megbeszélés alapján alakítjuk ki, a technológia korlátok miatt az órákat tömbösítve tartjuk.)
A tárgy félévközi jeggyel zárul. A jegy megadásának feltétele a félév során kiadott részfeladatok legalább elégséges szintű megoldása. A félévközi jegyet a végzett munka és a beadott feladatok alapján adjuk.
o Áramkörtervezési ág: Az áramkörtervezés részfolyamatainak mindegyike egy-egy „mérföldkővel” zárul. A mérföldkövek zárása az addigi munka bemutatását jelenti, a hallgatók által szabadon választott szemléltető eszközök (pl. dokumentáció, prezentáció) segítségével.
o Félvezetőtechnológiai ág: Valamennyi technológiai lépés hiánytalan végigvitele, jegyzőkönyv leadása. A laboratóriumi gyakorlatok során mutatott aktivitást és a jegyzőkönyveket osztályozzuk.
Az áramkörtervezési ág esetén a kiadott feladatok a pótlási héten, külön eljárási díj fejében pótolhatók.
A laboratóriumi gyakorlatok pótlására technikai okokból nincs lehetőség. A laboratóriumi gyakorlatokon a részvétel kötelező, két hiányzás megengedhető, utólagos pótlási feladat elvégzésével.
Elektronikusan elérhető előadás fóliák, oktató által készített segédanyagok.
Tanszéki elektronikus jegyzetek a tanszéki tanulmányi felületről.
Horváth Péter, Digitális rendszerek modellezése és szintézise, L’Harmattan, 2021, ISBN: 9789634147480.
Franco Maloberti, Analog Design for CMOS VLSI Systems, Springer, 1998
Az IMSc-s hallgatók számára ugyanazon tananyag és tematika mellett mélyebb, összetettebb feladatok gyakoroltatják ugyanazokat a témaköröket. Az érdeklődők számára a tárgyon tanultak alkalmazását bemutató, illetve a tárgy tananyagán túlmutató szakmai írásokat teszünk közzé a tárgy honlapján. Ezek egyéni elmélyülésre adnak lehetőséget. Feldolgozásukhoz konzultációk keretében segítséget nyújtunk.
Összesen 25 IMSc pont szerezhető az alábbiak szerint:
Tervezés ág (választható)
· Egy, a hallgató féléves feladatához szorosan nem kapcsolódó, analóg és/vagy digitális áramkörtervezési probléma feldolgozása szakirodalmi források alapján (max. 25 pont).
· Digitális áramkörtervezési feladat esetén: Szintetizálható validációs környezet készítése a hallgató féléves munkája során elkészített IP maghoz, amely lehetővé teszi annak valós áramköri környezetben való tesztelését (max. 25 pont).
Technológia ág
· Többletfeladat jelleggel részvétel az éppen aktuálisan zajló félvezetőtechnológiai fejlesztéseken a tanszéki munkatársak szakmai vezetésével (max. 25 pont).
Az IMSc pontok megszerzése a programban részt nem vevő hallgatók számára is biztosított.
