Detail předmětu

Výroba součástek a konstrukčních prvků

FEKT-MPC-VSKAk. rok: 2021/2022

Předmět se zabývá základními fyzikálními principy polovodičů, včetně jejich výroby. Předmět podává přehled o vývoji polovodičových čipů, o výrobě jednotlivých typů součástek a také o jejich připojování. Lekce se zaměřují hlavně na různé typy diod a tranzistorů, problematiku jejich výroby s vysvětlením jednotlivých výrobních operací (Oxidace, epitaxe, fotolitografie, difúze, implantace) a jevy které se mohou v součástkách vyskytnout (Stress migrace, elektromigrace). Jednotlivé výrobní operace jsou vysvětleny a demonstrovány v laboratoři názorným způsobem tak, že student získá základní znalosti o vytváření struktury polovodičových součástek a jejich funkci. Výuka probíhá přímo pod dohledem odborníka z praxe (firma ON Semiconductor Czech Republic, s.r.o.). Předmět nabízí dobrý přehled o technologických postupech, které se používají pro polovodičové technologie.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

Garant předmětu

doc. Ing. Martin Adámek, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav mikroelektroniky (UMEL)

Výsledky učení předmětu

Student po absolvování předmětu:
1. zná dělení a základní principy realizace polovodičových součástek,
2. rozumí a umí objasnit základy funkce polovodičových součástek a popíše jejich použití,
3. objasní realizační kroky v postupu výroby základních polovodičových součástek na experimentální činnosti v laboratoři,
4. zaujímá stanovisko k možnosti uplatnění ve výrobních, servisních a návrhových institucích v oblasti polovodičových komponent.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti z fyziky a polovodičové techniky na úrovni bakalářského studia.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT. Zahrnují přednášky, laboratoře a cvičení, včetně krátkého odborného překladu. Předmět využívá e-learning (Moodle). Student odevzdává jeden samostatný projekt.

Způsob a kritéria hodnocení

Podmínky pro ukončení předmětu jsou stanoveny předpisem vydaným lektorem odpovědným za předmět a aktualizovaným pro každý akademický rok.

Osnovy výuky

Osnova přednášek
1. Vybrané fyzikální principy
3. Přechod kov-polovodič, Schottkyho dioda
4. Bipolární tranzistor
5. MIS Dioda
6. Tranzistor řízený elektrickým polem JFET
7. Tranzistor řízený elektrickým polem MOSFET
8. Integrita gate oxidu
9. Injekce horkých elektronů (HCI)
10. Stress migrace a elektromigrace v metalizaci.
11. Plasmatické poškození oxidů (PID)
12. Oxidace a epitaxe křemíku
13. Fotolitografie
14. Difúze a implantace
15. Metalizace

Učební cíle

Cílem předmětu je poskytnout studentům základní znalosti o základech polovodičové technologie. Cílem předmětu v teoretické části je seznámit studenty se základními fyzikálními vlastnostmi polovodičů, principy fungování polovodičových zařízení, jejich současným pojetím a základy jejich výroby. V praktické části předmětu je cílem získání základních znalostí a dovedností pro práci s polovodiči v čisté laboratoři tak, aby se studenti mohli zapojit do výzkumných, vývojových a výrobních předmětů a pokračovat ve vědeckých činnostech.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Obsah a formy výuky v hodnoceném předmětu jsou stanoveny předpisem vydaným lektorem odpovědným za předmět a aktualizovaným pro každý akademický rok.
Teoretické cvičení – výpočty časů oxidace, difuze a hloubky polovodičového přechodu.
Laboratorní cvičení a projekt – návrh a popis výroby studentského polovodičového čipu prováděné v laboratoři (čištění, fotolitografie, metalizace, atd.).

Základní literatura

DIVENTRA M., EVOY S., HEFLIN J. R.: Introduction to Nanoscale Science and Technology. Kluwer Academic Publishers, Boston 2004 (EN)
I. Szendiuch, V. Musil, J. Stehlík. Výroba součástek a konstrukčních prvků. Elektronický studijní text. 2006. 84 str., VUT FEKT Brno. Brno: VUT Brno, 2006. s. 1 ( s.) (CS)
MUSIL, V. a kol.: Výroba součástek a konstrukčních prvků. Nanotechnologie. Prezentace projektu KISP. VUT v Brně, 2015 (CS)
POOLE,C.P.(JR). -OWENS, F.J.: Introduction to Nanotechnology, Wiley Interscience, 2003 ISBN:0-471-07935-9 (EN)
STRAKOŠ, V.: Výroba součástek a konstrukčních prvků. Prezentace projektu KISP, VUT v Brně, 2015 (CS) (CS)
SZENDIUCH, I. a kol. Technologie elektronických obvodů a systémů. GA102/00/ 0969. GA102/00/ 0969. Brno: Nakladatelství VUTIUM, Brno, 2002. 289 s. ISBN: 80-214-2072- 3. (CS)
YING J. Y.: Nanostructured Materials. Academic Press, San Diego 2001 STREETMAN, B.G. –BANERJEE, S.K.: Solid state electronic devices. Prentice Hall, 2010, ISBN 978-0-13-245479-7 (EN)

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz

Zařazení předmětu ve studijních plánech