Předmět Výroba součástek a konstrukčních prvků (FEKT-MVSK)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu FEKT-MVSK - Výroba součástek a konstrukčních prvků, Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií, Vysoké učení technické v Brně (VUT).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Cíl

Cílem předmětu je podrobnější seznámení studenta se základy polovodičové techniky. Předmět se zabývá v teoretické části základními fyzikálními vlastnostmi polovodičů, principy funkce polovodičových součástek a základy jejich výroby. V praktické části kurzu je cílem získání základních znalostí a dovedností využitelných při práci s polovodiči v čistých laboratorních prostorách.

Osnova

Osnova přednášek:1. Fyzikální principy polovodičových součástek1.1 Vybrané fyzikální principy (Elektronické hladiny a energetické pásové diagramy, Vlastní a nevlastní vodivost, Fermiho hladina, …)1.2 PN Dioda(PN přechod, dioda, VA charakteristika, Elektrostatické řešení PN přechodu, Proudy PN přechodem v závěrném směru a v propustném směru, …)1.3 Bipolární tranzistor(Fyzikální princip bipolárního tranzistoru, VA charakteristiky a základní parametry bipolárního tranzistoru, Proudová bilance tranzistoru a vztah k technolog. parametrům, …)1.4 MIS Dioda(Ideální MIS dioda, pásový diagram, Akumulace, ochuzení, inverze, hluboké ochuzeníCV křivky, Vliv koncentrace v Si a tloušťky oxidu na CV křivky MOS struktury, …)1.5 Tranzistor řízený elektrickým polem JFET(Princip činnosti, VA charakteristiky v lineární a saturační oblasti, Odpor kanálu, …)1.6 Tranzistor řízený elektrickým polem MOSFET(Princip činnosti, Klasifikace MOS tranzistorů podle typu kanálu a módu činnosti, VA charakteristiky v lineární a saturační oblasti, …)1.7 Přechod kov-polovodič, Schottkyho dioda(Srovnání činnosti S-diody s diodou PN, Ideální a reálný pásový diagram S-diody, VA charakteristika, …)2. Křemíková technologie2.1 Výroba monokrystalu a Si desek(Czochralského metoda tažení monokrystalu, Dopanty a hlavní kontaminanty Cz-monokrystalu, Postup výroby Si desek, Parametry Si desek a metody jejich měření, Krystalografické defekty)2.2 Oxidace(Vlastnosti a použití oxidových vrstev, Oxidační proces, pece a příslušenství, Kinetika oxidačního procesu, růstové charakteristiky, Oxidací indukované vrstvové chyby, Atomová struktura oxidu a rozhraní oxid – křemík, Náboje v oxidu, Vliv vysokého tlaku oxidantu na oxidaci, Redistribuce příměsí při termické oxidaci, Chlór a jeho vliv na vlastnosti oxidů, Maskovací vlastnosti oxidů)2.3 Difúze(Dopování předdifúzí a implantací, Princip pohybu atomů v mřížce, difúzní mechanizmy, Difúze z pevných a z kapalných zdrojů, Transportní rovnice, 1. a 2. Fickův zákon, Model difúze z konstantní povrchové koncentrace, erfc funkce (předdifúze), Model difúze z konstantní dávky, Gausovka (rozdifundování), Model difúze pro rozdifundování implantované vrstvy, modifikovaná Gausovka, Model difúze z koncentračního schodku, superpozice erfc (epi-substrát), Retardace báze, emitorový dip efekt)2.4 Iontová Implantace(Elektronové a jaderné brždění iontů, Distribuce iontů po implantaci, definice parametrů implantace, Závislost parametrů implantovaného profilu na hmotě iontu a energii, Iontový implantátor, Koncentrační profily, Kanálování a metody jeho redukce, Implantační poruchy a jejich redukce)2.5 Epitaxe(Epitaxní proces, popis, využití, Epi reaktory, Fyzikální a chemické procesy při epi růstu, Parametry ovlivňující rychlost epi růstu, mono- a poly- krystal, Kinetika epi růstu, mezní vrstva, Ohřev, přenos tepla, geometrie grafitového susceptoru, Dotace, dopanty a autodotace, Dislokace, dislokační skluzy, (MISFIT), epitaxní vrstvové poruchzy, Cops, Posun motivu)2.6 Fotolitografie(Principy a použití fotolitografického procesu, Tři expoziční fotolitografické metody, Zobrazovací systém, minimální rozlišení, Zdroje a spektrum světla pro fotolitografii, Fotolaky a jejich vlastnosti, Pozitívní a negatívní fotolitografický proces, Základní kroky fotolitografického procesu)2.7 Metalizace(Odpor metalických vrstev Al a jeho slitin, Ohmický a neohmický kontakt Al k Si, Intrinsické a termické napětí v tenkých metalických vrstvách, Uvolnění mechanického pnutí deformací struktury, dislokace, Adheze, Fyzikální principy napařování a naprašování, Eliminace nepříznivého vlivu dlouhé volné dráhy při napařování, Jednoduché diodové

Literatura

Musil, V., Technologické procesy a jejich modelování, učební text, VUT v Brně, 1990 (CS)SZENDIUCH, I. a kol. Technologie elektronických obvodů a systémů. GA102/00/ 0969. GA102/00/ 0969. Brno: Nakladatelství VUTIUM, Brno, 2002. 289 s. ISBN: 80-214-2072- 3. (CS)I. Szendiuch, V. Musil, J. Stehlík. Výroba součástek a konstrukčních prvků. Elektronický studijní text. 2006. 84 str., VUT FEKT Brno. Brno: VUT Brno, 2006. s. 1 ( s.) (CS)STRAKOŠ, V.: Výroba součástek a konstrukčních prvků. Prezentace projektu KISP, VUT v Brně, 2015 (CS) (CS)MUSIL, V. a kol.: Výroba součástek a konstrukčních prvků. Nanotechnologie. Prezentace projektu KISP. VUT v Brně, 2015 (CS)POOLE,C.P.(JR). -OWENS, F.J.: Introduction to Nanotechnology, Wiley Interscience, 2003 ISBN:0-471-07935-9 (EN)DIVENTRA M., EVOY S., HEFLIN J. R.: Introduction to Nanoscale Science and Technology. Kluwer Academic Publishers, Boston 2004 (EN)YING J. Y.: Nanostructured Materials. Academic Press, San Diego 2001(EN)STREETMAN, B.G. –BANERJEE, S.K.: Solid state electronic devices. Prentice Hall, 2010, ISBN 978-0-13-245479-7 (EN)

Požadavky

Jsou požadovány znalosti z fyziky a polovodičové techniky na úrovni bakalářského studia.

Garant

doc. Ing. Ivan Szendiuch, CSc.

Vyučující

Ing. Martin Adámek, Ph.D.doc. Ing. Ivan Szendiuch, CSc.