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

    Belépés
    címtáras azonosítással

    vissza a tantárgylistához   nyomtatható verzió    

    Mikro és nanotechnika

    A tantárgy angol neve: Micro- and Nanotechnology

    Adatlap utolsó módosítása: 2014. április 29.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar
    Villamosmérnöki szak, MSc képzés

     

    Mikro- és nanoelektronika szakirány

     

    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VIEEM251 2 2/1/0/v 4  
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Szabó Péter Gábor, Elektronikus Eszközök Tanszéke
    4. A tantárgy előadója

    Név:

    Beosztás:

    Tanszék, Int.:

    Dr. Mizsei János

    Egyetemi tanár

    BME EET

    Dr. Szabó Péter Gábor

    Egyetemi adjunktus

    BME EET

    Dr. Juhász László

    Egyetemi adjunktus

    BME EET

    Ender Ferenc

    Egyetemi tanársegéd

    BME EET

    5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

    Elektronika, mikroelektronika, szilárdtest fizika, félvezetők.

    6. Előtanulmányi rend
    Kötelező:
    NEM ( TárgyEredmény( "BMEVIEEMA00" , "jegy" , _ ) >= 2
    VAGY
    TárgyEredmény("BMEVIEEMA00", "FELVETEL", AktualisFelev()) > 0)

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

    A kötelező előtanulmányi rendek grafikus formában itt láthatók.

    Ajánlott:
    -
    7. A tantárgy célkitűzése

    Áttekintés adása a félvezető technológia (mikrotechnika) korszerű módszereiről, a félvezetőkkel kapcsolatos korábbi tudás elmélyítése az elméletben tanultak gyakorlati alkalmazásával. Nyitás a nanotechnológia irányába, a nanoelektronikai eszközök megvalósításának speciális módszerei.

    8. A tantárgy részletes tematikája

    Félvezető alapanyagok jellemzői, a Si egykristály előállítása. Kristályhibák és vizsgálatuk. Rétegnövesztés a szelet anyagából: oxidáció. A határfelületek szerepe az oxid növekedésében. Az oxid elektromos jellemzői, szerepe a gyártásban. A lokális oxidáció. Ultravékony (nanométeres vastagságú) dielektrikumok növesztése.

    Adalékolási technológia: diffúzió szilárdtestekben. Ionimplantáció. Hőkezelések szerepe. A rétegek minősítése.

    Gőzfázisból kémiai úton leválasztott rétegek. Si epitaxia. Poliszilicium rétegek előállítása.

    Rétegleválasztás gőzöléssel és katódporlasztással.

    A rétegek megmunkálása: fotoreziszt technika, maratási eljárások (nedves és száraz marás). Maszk előállítás.

    Igen vékony rétegek előállítása a nanoelektronika részére. A molekulasugaras epitaxia és a metálorganikus epitaxia.

    Szabványos bipoláris technológia lépései, a keletkezett struktúra jellemzői. Összefüggés a technológia és az eszközök paraméterei között. SiGe vegyeskristályos struktúrák előállítása, a heteroátmenetes bipoláris tranzisztor, poliszilicium emitteres valamint SiGe bázisú tranztisztor.

    VLSI IC technológia lépései, a keletkezett struktúra jellemzői. CMOS és BiCMOS technológiák jellegzetes vonásai

    Az IC-k termikus problémái. A hőelvezetés, mint az integrációt korlátozó tényező. Tokozás, hőelvezetés igen nagy disszipáció esetén. Stacionárius és tranziens termikus hatások. Az elektro-termikus hatások és modellezésük.

     

    Technológiai és eszközminősítő mérések. Kapacitás-feszültség módszerek általános (méréstechnikai) vonásai. MOS struktúrák, fém-félvezető struktúrák és heteroátmenetek. Tömbi hibák vizsgálata mély nívó spektroszkópiával és a kisebbségi töltéshordozók élettartamának feltérképezésével (mikrohullám reflexió). Szelettérképezés és C-V (Q-V) mérés érintésmentes potenciálméréssel (rezgőkondenzátor), alagutazó töltéstranszport vizsgálata nanométeres oxidvastagságok esetén.

     

    Fizikai jelenségek a nanométeres mérettartományban. Nanocsövek, nanohuzalok, nanopöttyök tulajdonságai.

     

    Nanoszerkezetek (nm-es jellemző méretű objektumok) vizsgálati módszerei: atomerő és alagútmikroszkópiák, Kelvin mikroszkópia, egyéb (optikai, termikus, súrlódási, mágneses, kémiai) közeltéri mikroszkópiák általában, pásztázó elektron mikroszkópia, hagyományos módszerekkel (optikai mikroszkópia) való összevetés.

     

    Nanoszerkezetek (nm-es jellemző méretű objektumok) előállítási módszerei, önszervező és önszerelő nanotechnológiák.

     

    Bevezetés a mikroelektromechanikai/nanoelektromechanikai (MEMS/NEMS) technikába. A méretcsökkentés hatásai. Alapvető technológiai lépések mikromechanikai szerkezetek kialakítására. SOC. CMOS technológia előtti és utáni MEMS kialakítás. Szabványos MEMS technológiák, fém-, poliszilícium-SOI-MUMPS.

    Az érzékelők és beavatkozók egyes típusainak működése. Mechanikai, termikus, elektrosztatikus, optikai és bio- MEMS/NEMS érzékelők ill. beavatkozók elmélete, számítása.

    A tokozás. A MEMS tokok fajtái. A tokozás hatása a megbízhatóságra. A tokozás meghibásodásai. LEVEL0-1-2-3-4-szintű tokok fogalma. A légmentes lezárás és biokompatibilitás kérdései, vákuum-tokozás, getterezés. Hibaanalízis.

    A nanotechnológiák társadalmi hatásai és etikai vonatkozásai.

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

    Előadás, demonstrációs mérések és számítási gyakorlatok.

    10. Követelmények

    a.       A szorgalmi időszakban: az anyag követése, amit a számítási gyakorlatokon folyamatosan ellenőrzünk. 1 nagyzárthelyi elégséges szintre való megírása, 1 számítási feladat beadása.

    b.       A vizsgaidőszakban: kijelölt írásos tananyag elsajátítása, az írásbeli vizsga letétele (belépő kérdésekkel, tétellel, számpéldával).

    c.              Elővizsga: nincs.

    11. Pótlási lehetőségek

    A tárgyban 1 pózh lehetőséget biztosítunk a szorgalmi időszakban és egy pót-pót zh-t a pótlási időszakban. A számítási feladat a pótlási héten még beadható.

    12. Konzultációs lehetőségek

    Bejelentkezés alapján folyamatosan.

    13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

    Mikroelektronika és technológia, Mojzes Imre (sz.) Műegyetemi Könyvkiadó, Budapest, 2006.

    S. M. Sze, VLSI technology, Mc-Graw Hill 1983

    S. M. Sze, Physics of semiconductor devices, John Wiley and Sons 1981

    D. Schroder, Semiconductor Material and Device characterisation, John Wiley and Sons 1990

    Springer handbook of nanotechnology / Bharat Bhushan (ed.), Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2004

    Handbook of Nanoscience Engineering and Technology/ W. A. Goddard (ed.), CRC Press, 2003

    Folyóiratok: Solid State Technology, European Semiconductors

    http://www.iop.org/EJ/journal/0957-4484 (NANOTECHNOLOGY, INSTITUTE OF PHYSICS PUBLISHING)

     

    http://www.nanotech-now.com/

     

     

     

    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
    Kontakt óra42
    Félévközi készülés órákra10
    Felkészülés zárthelyire20
    Házi feladat elkészítése 
    Kijelölt írásos tananyag elsajátítása 
    Vizsgafelkészülés48
    Összesen120
    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta
    Dr. Mizsei János

     

    Egyetemi tanár

     

    BME EET

     

    Dr. Zólomy Imre

     

    Egyetemi tanár

     

    BME EET