Szczegółowa informacja o przedmiocie

Wersja przedmiotu

Kod przedmiotu:ZTMO
Nr wersji:1
Nazwa:Zaawansowane technologie mikro- i optoelektroniczne
JD:4
ECTS:5
JK:30
Zaliczanie:B
Ocenianie:5
Semestr wprowadzenia:97Z
Osoba odpowiedzialna:prof. dr hab. inż. Romuald Beck
Opis:Studia II stopnia (PZ-E) i obieralny dla I stopnia

Wymiary

Typ zajęćWymiar
W2
L2

Poprzedniki

---

Przedmioty podobne

---

Ostatnie realizacje

SemestrRealizacjaProwadzącyInstytutLiczba miejsc
18ZAprof. dr hab. inż. Romuald BeckMO28

Przynależność do klas tematycznych i programowych

KlasaNazwaTyp klasy
MTELMateriały i technologie elektroniczneTematyczna
OTPrzedmioty obieralne techniczneProgramowa
PZPrzedmioty zaawansowane techniczneProgramowa
PZ-EPrzedmioty zaawansowane - ElektronikaProgramowa
PZ-EIKPrzedmioty zaawansowane specjalności EIKProgramowa

Konspekt

Streszczenie

Celem przedmiotu jest, bazując na wiedzy uzyskanej w ramach wykładu podstawowego TWMUS, rozszerzenie wiedzy studentów o wiadomości na temat zaawansowanych technologii stosowanych w szeroko rozumianej technologii ciała stałego. Bez tych zaawansowanych technologii i technik nie sposób dziś wytworzyć naprawdę nowoczesny układ scalony. Ich znajomość i rozumienie jest warunkiem świadomego projektowania, lub nawet charakteryzacji i diagnostyki nowoczesnych układów scalonych. Trzeba także pamiętać o tym, że techniki opracowywane i wprowadzone do wyrafinowanych technologii układów scalonych nowych generacji znajdują potem wiele innych zastosowań, m.in. w optoelektronice i mikromechanice.

Treść wykładu

I. Zmiany zachodzące w standardowych technologiach mikroelektronicznych (15h).

  1. Reguły skalowania i ich konsekwencje dla technologii układów scalonych.
  2. Konsekwencje skoku technologii od 5um do 0,5 um (analiza różnic między konstrukcjami przyrządów półprzewodnikowych (na przykładzie wytwarzanych w technologii CMOS).
  3. Konsekwencje konieczności zmniejszenia rozmiarów kształtów w płaszczyźnie poziomej.
  4. Zmiany wprowadzone w technice fotolitografii (poziomy krytyczne i niekrytyczne, nowe techniki fotolitografii, maski z przesunięciem fazowym).
  5. Procesy suchego trawienia (głebokie, anizotropowe trawienia, kształtowanie profili zboczy warstw trawionych).
  6. Metody planaryzacji powierzchni górnej płytki podłożowej (termiczne, poprzez trawienie i chemiczno-mechaniczne polerowanie -CMP).
  7. Techniki wytwarzania połączeń międzymetalicznych ("gwoździe" wolframowe, selektywne osadzanie aluminium).
  8. Metody wytwarzania ekstremalnie płytkich złączy.
  9. Plazmowe metody osadzania z fazy lotnej (PECVD).

II. Technologia krzem na izolatorze - SOI - nowy przebój mikroelektroniki (8h).

  1. Metody wytwarzania podłoży SOI
  2. Technologia układów SOI (zmiany w stosunku do CMOS, zalety i wady, perspektywy rozwoju).
  3. Trójwymiarowe struktury mikroelektroniczne
  4. Możliwości łączenia struktur mikroelektronicznych i optoelektronicznych

III. Nowe, niestandardowe materiały stosowane w mikroelektronice (5h).

  1. Nowe materiały izolacyjne (poliimidy, dielektryki o wysokiej wartości stałej dielektrycznej).
  2. Nowe materiały półprzewodnikowe (DLC, BN, SiC, Si:Ge)
  3. Materiały wykorzystywane ze względu na swoje niespotykane właściwości optyczne, termiczne, chemiczne, itd.

IV. Technologia struktur opartych na półprzewodnikach wieloskładnikowych m.in. AIIIBV i AIIBVI (np. GaAs, AlxGa1-xAs, PIn ) (4h)

Zakres laboratorium

Ćwiczenia laboratoryjne odbywać się będą w laboratorium technologicznym o podwyższonej czystości w Gmachu Radiotechniki.

Całość ćwiczeń polegać będzie na realizacji fragmentów układów w technologii z bramką aluminiową (N-MOS) lub z bramką samocentrującą - w technologii R-MOS. Odpowiednio do tego celu zaprojektowane maski fotolitograficzne z dwoma rodzajami struktur testowych są w dyspozycji kierownika laboratorium.

Studenci, w oparciu o dostępne w IMiO PW profesjonalne symulatory technologii i właściwości elektrycznych struktur (komercyjne symulatory ATLAS i ATENA firmy Silvaco) projektują parametry niektórych procesów technologicznych; przede wszystkim określają czasy i temperatury procesów wysokotemperaturowych i określają oczekiwane parametry końcowe i charakterystyki elektryczne wykonywanych przyrządów (typu MOS). Parametry te będą na końcu procesu wytwarzania kontrolowane za pomocą pomiarów prowadzonych metodami elektrycznymi i nielektrycznymi.

Następnie, pod uważną opieką kadry laboratorium, studenci będą (o ile to możliwie - samodzielnie) wykonywać poszczególne procesy technologiczne, aż do chwili otrzymania pełnowartościowych struktur MOS. W międzyczasie prowadzone będą pomiary międzyoperacyjne i w miarę potrzeby - korygowane będą planowane parametry następnych procesów.

Trzecia część laboratorium polega na pomiarach charakterystyk elektrycznych wytworzonych struktur testowych MOS. Ponieważ takie charakterystyki zostały już wcześniej uzyskane w drodze symulacji (cześć pierwsza laboratorium) - poszczególne zespoły studentów przeprowadzą także porównanie teoretycznych i uzyskanych w rzeczywistości parametrów przyrządów MOS; przedyskutowane zostaną także najbardziej prawdopodobne przyczyny zaistniałych różnic.