Tantárgy » BMEVIEEAC04
Alkalmazott félvezetőtechnológia
Applied Semiconductor Technology
A tantárgyleírás hatályossága
Hatályosság kezdete:
2026. March 21.
Hatályosság vége:
—
| Tantárgy neve (magyarul, angolul) |
Alkalmazott félvezetőtechnológia
Applied Semiconductor Technology
|
||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Tantárgykód | BMEVIEEAC04 | ||||||||||||
| Tantárgyjelleg | — | ||||||||||||
| Képzési szint | — | ||||||||||||
| Kurzustípusok és óraszámok (heti/féléves) |
|
||||||||||||
| Tanulmányi teljesítmény/értékelés típusa | vizsga | ||||||||||||
| Tantárgy kreditértéke | 5 | ||||||||||||
| Tantárgyfelelős |
Plesz Balázs
beosztás: egyetemi docens
elérhetőség:
plesz.balazs@vik.bme.hu
|
||||||||||||
| Tantárgyat gondozó oktatási szervezeti egység |
Elektronikus Eszközök Tanszéke
|
||||||||||||
| Kar | Villamosmérnöki és Informatikai Kar | ||||||||||||
| Tantárgy weboldala | — | ||||||||||||
| Tantárgy elsődleges mintatantervi jellege | — | ||||||||||||
| Közvetlen előkövetelmények – Erős előkövetelmény | nincs | ||||||||||||
| Közvetlen előkövetelmények – Gyenge előkövetelmény | nincs | ||||||||||||
| Közvetlen előkövetelmények – Párhuzamos előkövetelmény | nincs | ||||||||||||
| Közvetlen előkövetelmények – Mérföldkő előkövetelmény | nincs | ||||||||||||
| Közvetlen előkövetelmények – Kizáró feltétel | nincs |
Célkitűzés
Tantárgyprogram
Az előadások részletes tematikája
Félvezető alapok: félvezető anyagok fajtái, alapfogalmak áttekintése, összefoglalása (intrinsic és adalékolt félvezető, diffúziós hossz, töltéshordozó élettartam, sávdiagram, kilépési munka stb.), félvezető anyagok hőmérsékletfüggése, félvezető és fény kölcsönhatása: elnyelés, gerjesztés és emittálás; Félvezető eszközök típusainak csoportosítása, jellemzőik, felépítésük és alkalmazási területeik, tipikus követelmények, egyes eszközcsoportok (PV, LED, MEMS, CMOS, teljesítmény eszközök) fejlesztési stratégiai, gyártástechnológia kihívásai és kulcskérdései
Szilícium elektromos és mechanikus anyagtulajdonságai, elektronikai tisztaságú szilícium előállítása, egy- és multikristályos alapanyagok előállítása és jellemzői (Cz-Si, FZ-Si, EFG, multikristályos és as-cut waferek), az egyes felhasználási területek alapanyagokkal szemben támasztott követelményei
Félvezetők adalékolása: diffúzió elmélete, leíró egyenletei, diffúziós adalékolási eljárások, diffúziós források, többlépéses diffúziós folyamatok, másodlagos jelenségek, ionimplantáció fogalma, elmélete és gyakorlati megvalósítása, adalékolási és hőkezelési stratégiák, thermal budget fogalma
Vékonyrétegek leválasztási eljárásai: PVD, CVD, elmélet, gyakorlati megvalósítások, fémrétegek leválasztása, poliszilícium, fém, oxid és nitrid rétegek leválasztása, többrétegű fémezések kialakítása, CMP, Marási eljárások: Kémiai és fizikai marások, száraz és nedves marás, marási szelektivitás és izotrópia, RIE, DRIE, egyes félvezető eszköztípusoknál használt marási eljárások követelményei és jellemzői
Fotolitográfia: optikai alapfogalmak, litográifia folyamat, fotoreziszt lakkok, maszkillesztési, levilágítási eljárások és stratégiák, felhasznált fényforrások és hullámhosszok, nm-es csíkszélesség kialakításának kihívásai, többszörös mintázás, fázisfordító maszk, direktírás, fotolitográfia MEMS eszközöknél (kétoldalas illesztés, vastag fotorezisztek, greyscale litográfia)
Félvezető eszközök gyártási folyamatok összeállítása: alapvető gyártástechnológia folyamatfelépítés, technológia sorrendek logikája, lépések felcserélhetősége, érzékenysége és egymásra hatása, környezeti követelmények, batch és single wafer folyamatok, front-end folyamatok összehangolása thermal buddet alapján
Post-process folyamatok: elkészült szeletek vékonyítása, darabolása, kikötése, szeletkötés, szilícium szeleten átmenő összesköttetések kialakítása (TSV), Heterogén integráció: multichip modulok, SiP/SoP, 2,5D és 3D szerkezetek, stacked die, C4, C2C és C2W flip chip eljárások
Félvezető eszközök méréstechnológiája: gyártásközi és eszköz végminősítési eljárások, érintésmentes, kontaktos és roncsolásos eljárások félvezető anyagok minősítésére
Diszkrét eszközok előállítása és klasszikus IC-gyártástechnológiai eljárások: p-n átmenetek (diódák) és tranzisztorok kialakítása, bipoláris integrált áramkörök, klasszikus planár CMOS integrált áramkörök gyártása
MEMS eszközök: tömbi és felületi mikromechanika, gyártástechnológia eljárások, alkalmazási példák
Teljesítményeszközök: Si alapú teljesítményeszközök, nagyfeszültségű tranzisztorok, VMOS, IGBT, SiGe teljesítményeszközök, tokozatlan diszkrét eszközök (bare die) alkalmazása
Napelemek: p-n átmenet mint energiatermelő berendezés, fotovoltaikus eszközökkel szemben támasztott követelmények, tipikus felépítés, gyártástechnológiai megvalósítás, alkalmazási lehetőségek
LED-ek: fényemittálás direkt sávszerkezetű félvezetőkben, jellegzetes LED-alapanyagok, gyártási eljárások, fejlesztési irányzatok, kiviteli formák és alkalmazási lehetőségek
Memóriák: kivitelek, gyártási eljárások, alkalmazási lehetőségek (opcionális)
A gyakorlatok/laborok részletes tematikája
Félvezetőknél szokásos és használatos nagyságrendek megismerése, adalékolási szintek és diffúziós hosszak számítása, félvezető anyagok hőmérsékletfüggő paramétereinek számítása
Adalékolási profilok számítása, kétlépéses diffúzió adalékprofiljának számítása
Elkészült integrált áramkörök mikroszkópos visszafejtése, elemzése
Dióda paramétereinek számítása technológia paraméterek alapján
Tranzisztor paramétereinek számítása gyártástechnológia paraméterek alapján I.
Tranzisztor paramétereinek számítása gyártástechnológia paraméterek alapján II.
Napelemek és LED-ek paraméter meghatározása, munkapont számítása, alkalmazási példák
Gyártástechnológiai folyamat összeállítása kísérleti struktúrához I.
Gyártástechnológiai folyamat összeállítása kísérleti struktúrához II.
Méretcsökkentés befolyása a gyártástechnológiára, thermal budget elvének alkalmazása
Méréstechnikai gyakorlat és üzemlátogatás félvezetőiparban tevékenykedő cégnél I.
Méréstechnikai gyakorlat és üzemlátogatás félvezetőiparban tevékenykedő cégnél II.
Az Alkalmazott Félvezetőtechnológia tárgy keretében a hallgatók megismerkednek az félvezető alapú elektronikai alkatrészek és integrált áramkörök előállításának alapelveivel, gyártási technológiájával és gyakorlati alkalmazásával. A tárgy főként az alaptantervben szereplő „Mikroelektronika”, „Elektronikai Technológia” és „Elektronikai Anyagtudomány” c. tárgyak ismereteire épülve ad átfogó képet a korszerű félvezető eszközök szerteágazó területéről.
A félvezető eszközök, élen az integrált áramkörökkel és a MEMS alapú érzékelőkkel mai világunk legösszetettebb mérnöki alkotásai közé tartoznak. Nem csak tervezésük, de előállításuk és tömeggyártásuk is komplex feladat, amely komoly szakmai felkészültséget, rendszerben való gondolkodást, valamint interdiszciplináris tudást és szemléletmódot igényel. A tárgy egyik fontos célkitűzése, hogy kialakítsa a hallgatókban azt a szemléletet, amellyel képesek a soklépcsős előállítási folyamatokat összességében és ezzel párhuzamosan részleteiben is áttekinteni, ami kulcsfontosságú a felhasználói igényeknek megfelelő, korszerű félvezető eszközök készítésénél. A tárgy második fő célkitűzése a félvezető eszközök alkalmazástechnikájának, illetve az alkalmazástechnika, valamint az eszközfelépítés és a gyártástechnológia kapcsolódási pontjainak bemutatása, különösen hangsúlyt fektetve az egyes kialakítási és gyártástechnológia megoldásoknak és az eszköz felhasználási és üzemi paramétereinek összefüggésére.
Ennek érdekében a hallgatók a részleteiben megismerkednek a félvezető eszközök gyártásánál alkalmazott résztechnológiákkal és azok alapelveivel. Ezt követi az egyes félvezető eszköztípusok (integrált áramkörök, diszkrét eszközök, teljesítményeszközök, MEMS, napelemek, LED-ek, memóriák) felépítésének, jellemző gyártási folyamatainak és alkalmazási lehetőségeinek bemutatása.
Tanulmányi eredmények
Ez a tantárgy a KKK rendeletben meghatározott, következő kompetenciák fejlesztését szolgálja:
Tudás
Nincsenek rögzített tanulási eredmények.
Képességek
Nincsenek rögzített tanulási eredmények.
Attitűd
Nincsenek rögzített tanulási eredmények.
Autonómia és felelősség
Nincsenek rögzített tanulási eredmények.
Oktatási módszertan
A tantárgy elméleti anyagát a 2 óra/hét kiméretű előadásokon ismertetjük.
A tárgyhoz tantermi gyakorlat (2 óra/hét) tartozik.
Tanulástámogató anyagok
Online források
Elektronikusan elérhető előadásfóliák, oktató által készített segédanyagok.
A tantárgy teljesítéséhez ajánlott előzetes ismeretek
Tudás típusú kompetenciák
(azon előzetes ismeretek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)
Mikroelektronika, Elektronika 1, Elektronikai technológia, Elektronikai anyagtudomány
Képesség típusú kompetenciák
(azon előzetes képességek és készségek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)
nincs
Ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák
(azon ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák összessége, amelyek jelentősen hozzájárulnak a tantárgy eredményes teljesítéséhez)
Mikroelektronika, Elektronika 1, Elektronikai technológia, Elektronikai anyagtudomány
Általános szabályok
Követelmények:
Szorgalmi időszakban
A nagyzárthelyi elégséges szintű teljesítése
Otthoni házi feladat elkészítése: Egy kijelölt, szűkebb tématerület szakirodalom alapján való feldolgozása és bemutatása a félév során.
Vizsgaidőszakban
A tárgyból írásbeli vizsgát tartunk.
Pótlási lehetőségek:
A nagyzárthelyi a pótlási időszakban egy alkalommal pótolható.
A házi feladatok késedelmes bemutatására a pótlási időszak végéig van lehetőség.
Teljesítményértékelési módszerek
Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása
Nincs megadva részletes értékelés.
Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részaránya
Nincs megadva részarány.
Vizsgaidőszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása
Nincs megadva részletes értékelés.
Vizsgarészek részaránya
Nincs megadva részarány.
Érdemjegy megállapítása
Nincs megadva érdemjegy határ.
Jelenléti és részvételi követelmények
Nincs megadva jelenléti követelmény.
Javítás, ismétlés és pótlás különös szabályai
Nincs megadva.
Rövid leírás
Nincs megadva.
Részletes leírás
IMSc program:
Az IMSc-s hallgatók tematikus elmélyülési lehetőséget biztosítunk konzultált önálló irodalomfeldolgozási feladat során. Az éppen aktuálisan választható témák egyben a tanszéken folyó kutatásokhoz is kapcsolódnak és a tárgy oktatóinál érhetők el.
IMSc pontok:
Az elvégzett többletfeladatért legfeljebb 25 IMSc pont adható, a végleges pontszámot a feladat elvégzése után a kijelölt konzultáló oktató határozza meg. A feladat beadásának határideje a szorgalmi időszak vége.
Ajánlott tantárgyak
Nincs megadva.
A tantárgy elvégzéséhez szükséges tanulmányi munka
Nincs megadva munkaidő bontás.
Tantárgykövetelmények hatályossága
Tantárgykövetelmények hatályosságának kezdete:
—
Tantárgykövetelmények hatályosságának vége:
—
Tantervi elhelyezés
Nincsenek rögzített tantervi elhelyezések ehhez a tárgyverzióhoz.