454-0315/01 – Technologie mikroelektronických obvodů (TMO)

Garantující katedraKatedra telekomunikační technikyKredity8
Garant předmětuIng. Radek Novák, Ph.D.Garant verze předmětuIng. Radek Novák, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinně volitelný
Ročník3Semestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2003/2004Rok zrušení2009/2010
Určeno pro fakultyFEIUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
NOV24 Ing. Radek Novák, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 4+2
kombinovaná Zápočet a zkouška 2+8

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:

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

Kombinovaná forma (platnost od: 1960/1961 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 45 (45) 0
                Písemka Písemka 45  0
        Zkouška Zkouška 55 (55) 0
                Písemná zkouška Písemná zkouška 55  0
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2009/2010 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T059) Mobilní technologie P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2009/2010 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T059) Mobilní technologie K čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2008/2009 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T018) Elektronika a sdělovací technika P čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2008/2009 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T018) Elektronika a sdělovací technika K čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2008/2009 (N2647) Informační a komunikační technologie (2601T013) Telekomunikační technika P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2008/2009 (N2647) Informační a komunikační technologie (2601T013) Telekomunikační technika K čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2008/2009 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T059) Mobilní technologie P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2008/2009 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T059) Mobilní technologie K čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2007/2008 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T018) Elektronika a sdělovací technika P čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2007/2008 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T018) Elektronika a sdělovací technika K čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2007/2008 (N2647) Informační a komunikační technologie (2601T013) Telekomunikační technika P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2007/2008 (N2647) Informační a komunikační technologie (2601T013) Telekomunikační technika K čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2007/2008 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T059) Mobilní technologie P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2007/2008 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T059) Mobilní technologie K čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2006/2007 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T018) Elektronika a sdělovací technika P čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2006/2007 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T018) Elektronika a sdělovací technika K čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2006/2007 (N2647) Informační a komunikační technologie (2601T013) Telekomunikační technika P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2006/2007 (N2647) Informační a komunikační technologie (2601T013) Telekomunikační technika K čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2006/2007 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T059) Mobilní technologie P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2006/2007 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T059) Mobilní technologie K čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2005/2006 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T018) Elektronika a sdělovací technika P čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2005/2006 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T018) Elektronika a sdělovací technika K čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2004/2005 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T018) Elektronika a sdělovací technika P čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2004/2005 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T018) Elektronika a sdělovací technika K čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2003/2004 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T018) Elektronika a sdělovací technika P čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2003/2004 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T018) Elektronika a sdělovací technika K čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku