637-0824/01 – Nanotechnology in microelectronics (KMME)
| Gurantor department | Department of Non-ferrous Metals, Refining and Recycling | Credits | 5 |
| Subject guarantor | prof. Ing. Jaromír Drápala, CSc. | Subject version guarantor | prof. Ing. Jaromír Drápala, CSc. |
| Study level | undergraduate or graduate | Requirement | Choice-compulsory |
| Year | 1 | Semester | summer |
| | Study language | Czech |
| Year of introduction | 2007/2008 | Year of cancellation | 2008/2009 |
| Intended for the faculties | USP | Intended for study types | Follow-up Master |
Subject aims expressed by acquired skills and competences
Teaching methods
Summary
Compulsory literature:
Recommended literature:
Way of continuous check of knowledge in the course of semester
E-learning
Other requirements
Prerequisities
Subject has no prerequisities.
Co-requisities
Subject has no co-requisities.
Subject syllabus:
Náplň přednášek:
1. Úvod, definice a rozdělení nanotechnologií. Vztah mikrotechnologií a
nanotechnologií. Základní charakteristika a požadavky na mikro- a
nanoelektronické materiály. Technologie přípravy fyzikálně a chemicky vysoce
čistých materiálů. Fyzikální, chemické a fyzikálně chemické metody rafinace
kovových i nekovových materiálů a jejich charakterizace.
2. Metody přípravy vysoce čistých a strukturně definovaných materiálů s
monokrystalickou strukturou pro nové typy elektronických, optoelektronických a
magnetických prvků. Vliv elektricky aktivních prvků na vlastnosti elektronických
součástek.
3. Základní procesy a materiály I. Soudobé nanotechnologie polovodičových
materiálů a integrovaných obvodů, celková struktura nanotechnologiíí
aplikovaných v mikroelektronice, evoluce a druhy technologií, příprava podložek
(substrátů), základy fotolitografie, základní materiály používané při tvorbě
struktury polovodičových prvků.
4. Základní procesy a materiály II. Elementární polovodiče a polovodičové
sloučeniny dielektrické nanovrstvy a metody jejich vytváření, kovové kontakty a
vnitřní spoje, mikrolegování, technologické defekty polovodičových prvků,
principy kontroly a automatizace technologických procesů.
5. Vliv geometrických rozměrů na vlastnosti pevných látek I. Vlastnosti
nanokrystalů a krystalizačních zárodků, základní etapy tvorby nanovrstev a
oblasti jejich použití, rozměrové efekty ve struktuře elektronických prvků
6. Vliv geometrických rozměrů na vlastnosti pevných látek II. Miniaturizace a
topologie elektronických prvků, nanotechnologické operace a funkční vlastnosti
součástek, mechanismy degradace elektronických prvků.
7. Mechanismy nerovnovážných procesů tvorby nanostruktury I. Klasifikace
teoretických modelů krystalizace, kvazirovnovážné a kinetické modely,
kineticko-statistický model tvorby vrstev z molekulárních svazků, mechanismus
růstu nanovrstev s účastí chemických reakcí (CVD, MO CVD, ).
8. Mechanismy nerovnovážných procesů tvorby nanostruktury II. Mechanismus
elementárních procesů růstu nanovrstev epitaxí, napařováním, naprašováním a
iontovou implantací, mechanismy difuzních procesů v polovodičích.
9. Nanoelektronika I. Princip selektivity a postupů nanotechnologických operací.
Základní kritéria hodnocení lokálních operací, metody vytváření výchozího
topologického obrazce na podložce, maskování, lokálně aktivované operace,
topologické přeměny a vytváření dodatečných prvků struktury pomocí selektivních
operací.
10. Nanoelektronika II. Vytváření horizontálního členění struktur. Litografické
metody. EUV litografie, elektronová a iontová projekční litografie. Reaktivní
iontové leptání. Vytváření vertikálních nanometrových struktur. Epitaxní metody.
Epitaxe molekulárních svazků, epitaxe z organokovů. Technologie přípravy
kvantových teček na bázi polovodičů.
11. Nanoelektronika III. Finální operace, fyzikální metody kontroly defektů,
kompozice a obvody lokálních operací, principiální podmínky úplného odstranění
mechanických spojů. Mmetody LP CVD, LE CVD, PETEOS. Mikrofabrikace a
nanofabrikace. Nanosoučástky. Návrh nanotranzistoru, fyzikální modelování.
12. Nanomateriály I. Nanooptoelektronika, sloučeniny AIIIBY, AIIBVI…, materiály
pro laserovou techniku, detektory záření, solární technika.
13. Nanomateriály II. Magnetické a dielektrické materiály. Oxidické materiály
pro paměťové prvky (ferity, feroelektrika), materiály pro bublinové paměti
(granáty).
14. Nanomateriály III. Kapalné krystaly. Nematické, lamelární a kolumnární
systémy - struktura a její transformace, materiály pro zvláštní účely, whiskery.
Náplň cvičení:
1. Úvod. Individuální zadání seminární práce. Základní pojmy z oblasti
nanostrukturních materiálů pro elektroniku.
2. Termodynamika fázových rovnováh v binárních systémech, interakce prvků,
interakční koeficient – program 1
3. Modelování procesů krystalizace na PC – program 2.
4. Epitaxní technologie tvorby nanovrstev, jejich charakterizace – program 3.
5. Difuzní technologie a jejich aplikace při tvorbě přechodů P-N, reakční difuze
– vznik nových fází.
6. Fyzikální modelování samoorganizace v koloidních systémech, metoda sol-gel.
7. Difuzí limitovaný růst fraktálu – laboratorní úloha – program 4.
8. Test č. 1, odborný film z oblasti nanotechnologie a mikroelektronika.
9. Měření parametrů mikroelekronických prvků – laboratorní úloha – program 5.
10. Studium mechanických vlastností nanomateriálů při aplikaci indentoru.
11., 12. Exkurze do ON Semiconductor Czech Republic, a.s., Rožnov pod Radhoštěm
– moderní technologie výroby mikroelektronických prvků – 3 h.
13. Test č. 2, obhajoba seminárních prací.
14. Obhajoba seminárních prací, udělení zápočtů.
Conditions for subject completion
Occurrence in study plans
Occurrence in special blocks
Assessment of instruction
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.