Microtechnology and Nanotechnology
A tantárgyleírás hatályossága
| Subject name (Hungarian, English) |
Mikro- és nanotechnológia
Microtechnology and Nanotechnology
|
||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Subject code | BMEVIETD080 | ||||||||||||
| Subject type | — | ||||||||||||
| Training Level | — | ||||||||||||
| Course types and hours (weekly/semester) |
|
||||||||||||
| Assessment type | vizsga | ||||||||||||
| Credits | 5 | ||||||||||||
| Subject coordinator |
Dr. Harsányi Gábor
position: egyetemi tanár
contact:
harsanyi.gabor@vik.bme.hu
|
||||||||||||
| Responsible department |
Elektronikai Technológia Tanszék
|
||||||||||||
| Faculty | Villamosmérnöki és Informatikai Kar | ||||||||||||
| Subject website | — | ||||||||||||
| Primary curriculum type | — | ||||||||||||
| Direct prerequisites – Strong prerequisite | none | ||||||||||||
| Direct prerequisites – Weak prerequisite | none | ||||||||||||
| Direct prerequisites – Parallel prerequisite | none | ||||||||||||
| Direct prerequisites – Milestone prerequisite | none | ||||||||||||
| Direct prerequisites – Exclusion | none |
Objectives
Vékonyréteg technológia. Vákuum előállítása és mérése. Vákuumban létrehozható villamos jelenségek és alkalmazásuk. Az anyagok gőzfázisba vitelének módjai: párologtatás, porlasztás. Anyagtranszport folyamatok vákuumban. Vékonyréteg kialakulásának feltételei, a rétegnövekedés mechanizmusa, a rétegszerkezet kialakulása. Vékonyrétegek előállítása gázfázisból. Különféle kristályszerkezetű rétegek, epitaxia. A vékonyréteg-struktúra hatása a fizikai és kémiai tulajdonságokra, az elektromos vezetés mechanizmusa. Vezetési mechanizmus szupervékony fémrétegekben. Vékonyréteg dielektrikumok. Optikai vékonyrétegek: vékonyrétegek optikai viselkedése és optikai alkalmazásai.
Vastagréteg technológia. Kerámiai- és műanyag-alapú vastagrétegek. A vezetési mechanizmus modellje, nyúlásérzékenység, hőmérsékletfüggés. Szupravezető vastagrétegek. Vastagréteg érzékelők. Sugártechnológiai eljárások. A részecske- (szemcse-, ion-, elektron-) és az energia- (fény-, lézer-, röntgen-) sugarak előállítása, pozicionálása, mozgatása. A lézerek fajtái és alkalmazásai. A mikroelektronikában alkalmazott lézerrendszerek felépítése, működése. A sugárzás és az anyag kölcsönhatása: mechanikai, pirolitikus és fotolitikus effektuson alapuló eljárások. A sugártechnológiai eljárások mikroelektronikai, gépészeti és biológiai alkalmazásai. A mikroelektronikai technológiák alkalmazása mechanikai, optikai és kémiai tulajdonságok kialakítására (optikai jeltárolás, ionsugaras felületmódosítás, mikroalkatrészek szilíciumból, mechatronika).Fizikai, kémiai és biológiai jelenségek ill. paraméterek érzékelésére alkalmas struktúrák, azok működési elvei és előállítási technológiái. Az érzékelők fogalma, felosztása, jellemzői, intelligens és integrált érzékelők, újszerű követelmények. Speciális anyagtípusok és technológiák (a szilícium anizotróp maratása, a felületi mikromegmunkálás, kerámiák, szervetlen és polimer rétegek leválasztása). Eszközstruktúrák az érzékelőkben: impedancia szerkezetek, félvezető eszközök, elektrokémiai cellák, kalorimetrikus, rezonátor és száloptikai típusok. A jelátalakításra alkalmas alapjelenségek: a hőmérséklet hatásai: termorezisztív és termoelektromos, piroelektromos effektus; a mechanikai feszültség és deformáció hatásai: piezoelektromos, piezorezisztív effektus, kapacitásváltozás, elektretek; a mágneses tér hatásai: töltéseltérítés Hall-efektus, magnetorezisztív effektus, hatás a szupravezetésre; sugárzások hatásai: termikus és kvantum effektusok. A kémiai jelátalakítás molekuláris kölcsönhatásai: adszorpció, abszorpció, ionkicserélődés, a kémiai optikai jelátalakítás lehetőségei, bioérzékelők alapjai. Gyakorlati példák bemutatása. Szilícium alapú erő-, nyomás- és gyorsulásérzékelők, a hőfokkompenzálás kérdései. Mikro-elektro-mechanikai eszközök, mikroaktuátorok. Érzékelők speciális alkalmazásokban: érzékelők a gépjármű elektronikában, a biztonság-technikában, akusztikus érzékelők. Érzékelők orvosbiológiai alkalmazásai, a bioérzékelők működésének alapjai.
A mikroelektronikai félvezető eszközök kihozatalát és megbízhatóságát befolyásoló tényezők, a kihozatal előre becslése. A technológiai folyamatok során az anyagstruktúrában indukálódó hibák, degradáció és ezek kiküszöbölése. Az egyes technológiai folyamatok tárgyalása és értékelése: félvezető alapanyagok előállítása és minősítése; oxidáció, a SiO2 szerepe a félvezető technológiában; kémiai gőzfázisú rétegleválasztás (CVD); ionimplantáció; réteg-megmunkálási eljárások; szilárdtest diffúzió és alkalmazása a félvezető technológiában; litográfiai eljárások; vizsgálati módszerek, technológiai ellenőrző mérések a félvezető technológiában. A miniatürizálás elvi, technológiai, méréstechnikai, megbízhatósági és kihozatali korlátai.
Mikroelektronikai eszközök és technológiai eljárások megbízhatósága. Megbízhatósági alapfogalmak, jellegzetes eloszlások. Intrinsic és extrinsic megbízhatóság. A terhelés-ellenállóképesség modell. A hiba, a meghibásodás fogalma. A meghibásodás fajtái, módja, oka, és mechanizmusai. Hibavizsgálati módszerek, a meghibásodási okok feltárása, hibamódok és hatásuk vizsgálata. A mikroelektronikai gyártás egyes technológiai folyamatainak hatása a termék megbízhatóságára. A kristálynövesztés, réteg-előállítás és az adalékolás során felmerülő megbízhatósági kérdések. A litográfia jellegzetes hibái. Fémezések meghibásodásai a mikroelektronikában. Nagy megbízhatóságú fémezések tervezési szabályai. Mikroáramkörök tokozási lehetőségei, a tokozás során fellépő meghibásodási folyamatok. Nanotechnológiák. A nanoméretű technológiák helye és szerepe a csúcstechnológiák között. Nanoméretű struktúrák előállítása: porok és más szemcseszerkezetek; vékonyréteg szerkezetek. Nanométeres eszközök: mechanikai; elektromechanikai; elektronikus; optikai; és mágneses eszközök. Méréstechnika és eszközei: nanométeres felbontású topológia (STA, AFM, stb.); lokális spektroszkópia. Technológia nanométeres felbontással: lokális fizikai műveletek; lokális kémiai műveletek. Kuriozitások: kvantum laboratórium, kvantum komputer, stb.Learning outcomes
Ez a tantárgy a KKK rendeletben meghatározott, következő kompetenciák fejlesztését szolgálja:
Knowledge
No learning outcomes recorded.
Skills
No learning outcomes recorded.
Attitudes
No learning outcomes recorded.
Autonomy and responsibility
No learning outcomes recorded.
Oktatási módszertan
Not provided.
Tanulástámogató anyagok
Not provided.
Recommended preliminary knowledge for completing the subject
General rules
No general rules provided.
Assessment methods
In-term assessments
No detailed assessments provided.
Weight of in-term assessments
No weights provided.
Exam-period assessments
No detailed assessments provided.
Weight of exam elements
No weights provided.
Grade calculation
No grade thresholds provided.
Attendance requirements
No attendance requirements provided.
Rules for retake and resubmission
Not provided.
Short description
Not provided.
Detailed description
Not provided.
Recommended courses
Not provided.
Workload to complete the subject
No workload breakdown provided.
Validity of subject requirements
Curriculum placement
No curriculum placements recorded for this subject version.