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

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 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

Dr. Horváth Péter, adjunktus, EET

Dr. Plesz Balázs, egyetemi docens, EET 

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.