454-0315/01 – Technologie mikroelektronických obvodů (TMO)
| Garantující katedra | Katedra telekomunikační techniky | Kredity | 8 |
| Garant předmětu | Ing. Radek Novák, Ph.D. | Garant verze předmětu | Ing. Radek Novák, Ph.D. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | volitelný odborný |
| Ročník | 1 | Semestr | letní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2003/2004 | Rok zrušení | 2009/2010 |
| Určeno pro fakulty | FEI | Určeno pro typy studia | navazující magisterské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Rozumět technologii výroby elektronických modulů aplikovaných pro různé celky.
Učební výstupy jsou stanoveny tak, aby studenti byli schopni identifikovat, aplikovat a řešit úlohy z oblasti technologií mikroelektronických obvodů.
Vyučovací metody
Anotace
Zabývá se výchozími materiály a výrobními technologiemi výroby integrovaných struktur a integrovaných obvodů, zásadami pro prostorové uspořádání struktur bipolárních i unipolárních a to i s ohledem na výsledné obvodové vlastnosti, prostředky automatizovaného návrhu a jeho verifikace.
Povinná literatura:
Texas Engineering Extension Service,Texas University Systém, College Station, Texas 1997,Silicon Materials Fabrication-Introduction and Review of Fundamental Concepts, Crystal Growth, Wafer Preparation, Epitaxial Deposition, Chemical Vapor Deposition, Oxidation/Diffusion, Wet Processes, WetDry Etch, CMP-Chemical Mechanical Polishing
Colclaser, R.A.: Micro-Electronics Processing and Device Design, The University of New Mexico, JW and S.,N.Y.,1997
Botkar, K.R.: Integrated Circuits, Indian Institute of Science, Bangalore 1997
Einspruch, N.G.; Larrabee,G.B.: VLSI Electronics Microstructure Science, TI Dallas, Texas,Academic Press,1983
Wolf, S.; Tauber,R.N.: Silicon Processing for the VLSI ERA-Process Technology, Lattice Press,Sunset Beach, 1990
Gray, P.R.; Meyer,R.G.: Analysis and Design of Analog Integrated Circuits,University of California, Berkeley, JW and S.,N.Y.,1997
Dekker, M.: Handbook of Semiconductor Manufacturing Technology, ISBN: 0-8247-8783-8, Inc.,2000.
Dekker, M.: Microlithography Fundamentals in Semiconductor Devices and Fabrication Technology, ISBN: 0-8247-9951-8, Inc.,2000.
Fy.Literature: Wacker Siltronic-Wafers for the World of Microchips, 2000.
Schroder, D.K.: Semiconductor Material and Device Characterization, Arizona State University, Tempe, Arizona, JW and S.,N.Y.,1999
Doporučená literatura:
Další studijní materiály
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
Podmínky udělení zápočtu:
Odevzdání Projektu č.1 a Projektu č.2.
E-learning
Další požadavky na studenta
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
Přednášky:
Materiály pro integrované obvody-IO, technologie výroby. Tažení monokrystalu Czochralského metodou. Pásmová rafinace-pouze stručný popis metody. Zpracování ingotu křemíku, příprava desek, defekty v Si (bodové, čárové, prostorové).
Epitaxní růst, depozice CVD.
Oxidace, difuse.
Iontová implantace.
Fotolitografie, zhotovení fotografické matrice. RTG a elektronová litografie - pouze stručný popis metody.
Plasmové leptání (suché leptání, mokré leptání), fyzikální depozice metalických vrstev, metalické systémy.
Leptání vrstev.
Kontaminace Si desek (těžké kovy, alkalické kovy), čištění desek.
Monolitické rezistory, objemový, difusní, epitaxní rezistor. Monolitické kapacitory, difusní, MOS kapacitor. Prostorové uspořádání struktur MOS.
Technika COSMOS. Spojovací síť a kontakty. Provedení a vlastnosti prvků, izolační ostrovy. Provedení struktur bipolárních tranzistorů. Izoplanární technologie. Technologie CDI (Collector Diffusion Isolation). Technologie MTL (Merged Transistor Logic).
1Zásady návrhu v bipolárních strukturách. Vertikální struktura. Konstrukční zásady. Orientační značky na čipu - sesazovací značky. Návrh rezistorů.
Příklad návrhu tranzistoru NPN. Výkonové tranzistory NPN. Laterální tranzistory PNP. Substrátový tranzistor. Testovací struktury IO.
Rozhodující vlastnosti etap procesu vytváření unipolárních IO N MOS. Substrát. Ovládání prahového napětí. Realizace tranzistoru N MOS se zabudovaným kanálem. Realizace tranzistoru N MOS s krátkým kanálem. Princip zmenšování rozměrů funkčních struktur MOS. Efekt malých geometrických rozměrů kanálu. Injekce horkých elektronů. Podprahové proudy. Základní postupy vytváření invertoru v technologii C MOS s poly Si hradlem s jámou p-. Varianty technologie C MOS se substrátem Si. Parazitní bipolární struktury v technologii C MOS. Základní vlastnosti technologie Silicon on Insulator a její varianty. Poznámky k technologii C MOS. Technologie BiCMOS. Základní postupy vytváření tranzistorů C MOS s bipolárními tranzistory NPN. Základní vlastnosti technologického procesu BiCMOS.
Metodologie návrhu IO, prostředky CAD (Cadence, Spice, Verilog). Struktura návrhové knihovny, popis prvků, práce s knihovnou. Modely základních prvků (Spice). Tvorba schémat a verifikace. Příprava dat pro masky (layout), obecné zásady, verifikace. Simulace elektronických systémů (Behavioural modeling).
Cvičení:
Difuze - matematický model, závislost na teplotě, tlaku, počáteční koncentraci, výpočet tloušťky difundované vrstvy.
Laboratoře:
Pozn.:"Seznámení posluchačů s organizací laboratorních cvičení ve firmě ON-Semiconductor, Rožnov pod Radhoštěm.
Školení o bezpečnosti práce bude provedeno tamtéž.
Předpokládá se 14. denní blok soustředění u firmy."
Vlastnosti vrstev oxidu a nitridu křemíku,připravených technologiemi LPCVD a PECVD.Vyhodnocení vybraných parametrů procesu.
Charakterizace křemíkové epitaxní vrstvy s použitím CV plotteru se rtuťovou sondou SSM 495.
Analýza zbytkové atmosféry v naprašovacím zařízení LLS801.
Měření parametrů AL slitin na zkušebních deskách Si.
Měření mikrotvrdosti naprášené vrstvy
Měření leptací rychlosti PECVD nitridu-rezistu na zkušebních deskách a výpočet selektivity.
Měření reprodukovatelnosti leptací rychlosti na zařízení TEGAL901e.
Porovnání stripovacích rychlostí rezistu na barelovém a jednodesovém zařízení.
Modelování koncentračního profilu a vrstvového odporu vrstev připravených difúzí a iontovou implantací.
Vyhodnocování metodou plánovaného experimentu.
Měření vybraných parametrů na PC testech-testovací obrazce na Si desce.
Modelování funkce bipolárního tranzistoru pomocí 1-dimenzionálního simulátoru.
Metoda CV(Standard Capacitance-Voltage),měření
Pozn.:"Na základě zpracovaných protokolů o měření bude posluchači udělen zápočet."
Vliv expozice a tloušťky vrstvy fotorezistu na kritické rozměry a tvar vyvolaných motivů.
Projekty:
Projekt č.1 Kompletní popis technologie výroby obvodů bipolárních.
Projekt č.2 Kompletní popis technologie výroby obvodů unipolárních.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.