637-0825/01 – Materiály pro mikroelektroniku (MME)

Garantující katedraKatedra neželezných kovů, rafinace a recyklaceKredity3
Garant předmětuprof. Ing. Jaromír Drápala, CSc.Garant verze předmětuprof. Ing. Jaromír Drápala, CSc.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinně volitelný
Ročník2Semestrletní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2007/2008Rok zrušení
Určeno pro fakultyUSP, FMTUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
DRA30 prof. Ing. Jaromír Drápala, CSc.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+2

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Student po absolvování předmětu získá schopnost: - získat přehled o perspektivních materiálech pro mikroelektroniku - posoudit možnosti jednotlivých technologií výroby materiálů pro mikroelektroniku

Vyučovací metody

Přednášky
Semináře
Individuální konzultace
Cvičení (v učebně)
Projekt

Anotace

Předmět je zaměřen na charakteristiku procesů přípravy jednotlivých typů mikro- a nanostrukturních materiálů a současnými technologiemi ve vztahu k mikroelektronice, používanými materiály a směry vývoje pro potřebu kvalifikovaného řešení problémů spojených s další miniaturizací elektronických systémů a prvků. Předmět se zabývá dále technologiemi přípravy fyzikálně a chemicky vysoce čistých materiálů, základními procesy a materiály soudobé technologie polovodičových materiálů a integrovaných obvodů s velmi vysokou integrací, vlivem geometrických rozměrů na vlastnosti pevných látek, mechanismy nerovnovážných procesů tvorby mikro- a nanostruktury, principy selektivity a postupů mikrotechnologických operací, syntézou, vytvářením mikro- a nanovrstev, zpracováním objemových materiálů, jejich charakterizací, vlastnostmi a aplikacemi v elektronice. Výklad teorie syntézy materiálů, molekulárního inženýrství, nano- a mikrotechnologií umožňuje vytvářet představy o technologiích příštích desetiletí.

Povinná literatura:

DRÁPALA, J.: Materiály pro elektrotechniku. Studijní opora, VŠB - TU Ostrava, 2014, http://www.person.vsb.cz/archivcd/FMMI/ETMAT/ DORFMAN, V. F.: Mikrometallurgija v mikroelektronike. Moskva, Metallurgija, 272 s., 1978

Doporučená literatura:

PAVLOV, L. P.: Metody izmerenija parametrov poluprovodniovych materialov, Moskva, Vysšaja škola, 240 s., 1987

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

2 kontrolní testy

E-learning

http://www.person.vsb.cz/archivcd/FMMI/ETMAT/

Další požadavky na studenta

3 výpočetní programy 2 projekty - seminární práce

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

1. 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. Soudobé technologie polovodičových materiálů a integrovaných obvodů, celková struktura technologií aplikovaných v mikroelektronice, evoluce a druhy technologií, příprava podložek (substrátů), základy fotolitografie, základní materiály používané při tvorbě struktury polovodičových prvků. 4. 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 . Vlastnosti nanokrystalů a krystalizačních zárodků, základní etapy tvorby nanovrstev a oblasti jejich použití, rozměrové efekty ve struktuře elektronických prvků 6. Miniaturizace a topologie elektronických prvků, nanotechnologické operace a funkční vlastnosti součástek, mechanismy degradace elektronických prvků. 7. Mechanismy nerovnovážných procesů tvorby nanostruktury. 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. Mechanismus elementárních procesů růstu nanovrstev epitaxí, napařováním, naprašováním a iontovou implantací, mechanismy difuzních procesů v polovodičích. 9. Mikroelektronika. 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. 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. Finální operace, fyzikální metody kontroly defektů, kompozice a obvody lokálních operací, principiální podmínky úplného odstranění mechanických spojů. Metody LP CVD, LE CVD, PETEOS. Mikrofabrikace a nanofabrikace. Nanosoučástky. Návrh mikrotranzistoru, fyzikální modelování. 12.Mikrooptoelektronika, sloučeniny AIIIBV, AIIBVI…, materiály pro laserovou techniku, detektory záření, solární technika. 13. Magnetické a dielektrické materiály. Oxidické materiály pro paměťové prvky (ferity, feroelektrika), materiály pro bublinové paměti (granáty). 14. Kapalné krystaly. Nematické, lamelární a kolumnární systémy - struktura a její transformace, materiály pro zvláštní účely, whiskery.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2012/2013 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 40  25
        Zkouška Zkouška 60  16
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2020/2021 (N0719A270002) Nanotechnologie P čeština Ostrava 2 povinně volitelný typu B stu. plán
2020/2021 (N3942) Nanotechnologie (3942T001) Nanotechnologie P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2019/2020 (N3942) Nanotechnologie (3942T001) Nanotechnologie P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2019/2020 (N0719A270002) Nanotechnologie P čeština Ostrava 2 povinně volitelný typu B stu. plán
2018/2019 (N3942) Nanotechnologie (3942T001) Nanotechnologie P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2017/2018 (N3942) Nanotechnologie (3942T001) Nanotechnologie P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2016/2017 (N3942) Nanotechnologie (3942T001) Nanotechnologie P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2015/2016 (N3942) Nanotechnologie (3942T001) Nanotechnologie P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2014/2015 (N3942) Nanotechnologie (3942T001) Nanotechnologie P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2014/2015 (N3942) Nanotechnologie P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2013/2014 (N3942) Nanotechnologie (3942T001) Nanotechnologie P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2012/2013 (N3942) Nanotechnologie (3942T001) Nanotechnologie P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2011/2012 (N3942) Nanotechnologie (3942T001) Nanotechnologie P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2010/2011 (N3942) Nanotechnologie (3942T001) Nanotechnologie P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2010/2011 (N3942) Nanotechnologie (3942T001) Nanotechnologie P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2009/2010 (N3942) Nanotechnologie (3942T001) Nanotechnologie P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2009/2010 (N3942) Nanotechnologie (3942T001) Nanotechnologie P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2008/2009 (N3942) Nanotechnologie (3942T001) Nanotechnologie P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2008/2009 (N3942) Nanotechnologie (3942T001) Nanotechnologie P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku