Microelectronics and Microsystems

Félvezető fizika alapjai, energia sávdiagramok szilardtestekre, elektronok, lyukak, adalékolás, Fermi-Dirac statisztika, transzport és folytonossági egyenletek, generáció, rekombináció,.

Pn átmenet, kiürített réteg, áram-feszültség karakterisztika, kisjelű helyettesítőképek. Diódák alkalmazása, kapcsolóüzemű viselkedés. Fém félvezető –tmenet, Schottky dióda.

Bipoláris tranzisztor. Alapvető működés, áram-feszültség karakterisztikák, alapegyenletek. Ebers-Moll egyenletek, működési tartományok. Kisjelű helyettesítőképek, határfrekvenciák. Kapcsolóüzemű viselkedés.

Fém-oxid-félvezető (MOS) struktúra. Sávdiagram, küszöbfeszültség. MOS térvezérelt tranzisztor felépítése és működése. Áram-feszültség karakterisztika, másodlagos effektusok.

Alapvető integrált áramköri elemek. MOS inverterek fajtái, logikai kapuk, kombinációs áramkörök. Memóriák fajtái ás felépítésük. Mikropocesszorok alapvető felépítése és jellemzőik. Bipoláris integrált áramkörök. TTL kapuk. Műveleti erősítők felépítése és jellemzői. D/A és A/D átalakítók.

Félvezetők és mikrorendszerek technológiái: Félvezető alapanyagok jellemzői, az egykristályos Si szelet technológiája, minősége, a gyártás fejlődési tendenciái. Rétegnövesztés a szelet anyagából: oxidáció. A határfelületek szerepe az oxid növekedésében. Reakciósebesség és diffúzió korlátozott növekedés. Az oxid elektromos jellemzői, szerepe a gyártásban. A lokális oxidáció.

Adalékolási technológia: diffúzió szilárdtestekben. A diffúzió matematikai modelljei (diszkrét és folytonos): sztochasztikus mátrixok és differenciálegyenletek. Adalék újra eloszlás számítása konvolúcióval, a diffúzió gyakorlati kivitelezése. Ionimplantáció. Hőkezelések szerepe.

Gőzfázisból kémiai úton leválasztott rétegek. Si epitaxia. Rétegleválasztás gőzöléssel és katódporlasztással. A rétegek megmunkálása: fotoreziszt technika, maratási eljárások (nedves és száraz marás). Maszk előállítás.

Szabványos bipoláris technológia lépései, a keletkezett struktúra jellemzői. Összefüggés a technológia és az eszközök paraméterei között. CMOS és BiCMOS technológiák jellegzetes vonásai.

Az arányos méretcsökkentés (scale down) hatása a mikrorendszerekre.

A szilícium izotrop és anizotrop marása. A marás mechanizmusai, elektrokémiai marás. Plazma marás. Felületi és tömbi mikromechanika. A feláldozandó rétegek szerepe.

A szilícium és üveg egymáshoz kötése, kétoldalas szeletmegmunkálás. A SIMPLE I és a SCREAM technológiák. LIGA technika. Árnyalatos maszkok használata.

A mikromechanika elemei, technológiájuk (áthidalások, mikro csatornák, egy szeletes gáz kromatográf, sztatikus és mágneses mikromotorok, pneumatikus eszközök, érzékelők).