Přeskočit na hlavní obsah
Přeskočit hlavičku
Ukončeno v akademickém roce 2021/2022

Materiály pro mikroelektroniku

Typ studia navazující magisterské
Jazyk výuky angličtina
Kód 637-0825/02
Zkratka MME
Název předmětu česky Materiály pro mikroelektroniku
Název předmětu anglicky Matrerals for microelectronics
Kreditů 3
Garantující katedra Katedra neželezných kovů, rafinace a recyklace
Garant předmětu prof. Ing. Jaromír Drápala, CSc.

Osnova předmětu

1. Základní charakteristika a požadavky na mikro- a nanoelektronické materiály. Technologie přípravy fyzikálně a chemicky vysoce čistých materiálů. Fyzikální, chemické a fyzikálně chemické metody rafinace kovových i nekovových materiálů a jejich charakterizace.
2. Metody přípravy vysoce čistých a strukturně definovaných materiálů s monokrystalickou strukturou pro nové typy elektronických, optoelektronických a magnetických prvků. Vliv elektricky aktivních prvků na vlastnosti elektronických součástek.
3. Základní procesy a materiály. Soudobé technologie polovodičových materiálů a integrovaných obvodů, celková struktura technologií aplikovaných v mikroelektronice, evoluce a druhy technologií, příprava podložek (substrátů), základy fotolitografie, základní materiály používané při tvorbě struktury polovodičových prvků.
4. Elementární polovodiče a polovodičové sloučeniny dielektrické nanovrstvy a metody jejich vytváření, kovové kontakty a vnitřní spoje, mikrolegování, technologické defekty polovodičových prvků, principy kontroly a automatizace technologických procesů.
5. Vliv geometrických rozměrů na vlastnosti pevných látek . Vlastnosti nanokrystalů a krystalizačních zárodků, základní etapy tvorby nanovrstev a oblasti jejich použití, rozměrové efekty ve struktuře elektronických prvků
6. Miniaturizace a topologie elektronických prvků, nanotechnologické operace a funkční vlastnosti
součástek, mechanismy degradace elektronických prvků.
7. Mechanismy nerovnovážných procesů tvorby nanostruktury. Klasifikace teoretických modelů krystalizace, kvazirovnovážné a kinetické modely, kineticko-statistický model tvorby vrstev z molekulárních svazků, mechanismus růstu nanovrstev s účastí chemických reakcí (CVD, MO CVD, ).
8. Mechanismus elementárních procesů růstu nanovrstev epitaxí, napařováním, naprašováním a
iontovou implantací, mechanismy difuzních procesů v polovodičích.
9. Mikroelektronika. Princip selektivity a postupů nanotechnologických operací. Základní kritéria hodnocení lokálních operací, metody vytváření výchozího topologického obrazce na podložce, maskování, lokálně aktivované operace, topologické přeměny a vytváření dodatečných prvků struktury pomocí selektivních operací.
10. Vytváření horizontálního členění struktur. Litografické metody. EUV litografie, elektronová a iontová projekční litografie. Reaktivní iontové leptání. Vytváření vertikálních nanometrových struktur. Epitaxní metody. Epitaxe molekulárních svazků, epitaxe z organokovů. Technologie přípravy kvantových teček na bázi polovodičů.
11. Finální operace, fyzikální metody kontroly defektů, kompozice a obvody lokálních operací, principiální podmínky úplného odstranění mechanických spojů. Metody LP CVD, LE CVD, PETEOS. Mikrofabrikace a nanofabrikace. Nanosoučástky. Návrh mikrotranzistoru, fyzikální modelování.
12.Mikrooptoelektronika, sloučeniny AIIIBV, AIIBVI…, materiály pro laserovou techniku, detektory záření, solární technika.
13. Magnetické a dielektrické materiály. Oxidické materiály pro paměťové prvky (ferity, feroelektrika), materiály pro bublinové paměti (granáty).
14. Kapalné krystaly. Nematické, lamelární a kolumnární systémy - struktura a její transformace, materiály pro zvláštní účely, whiskery.

Povinná literatura

DRÁPALA, J.: Materiály pro elektrotechniku. Studijní opora, VŠB - TU Ostrava, 2014, http://www.person.vsb.cz/archivcd/FMMI/ETMAT/
DORFMAN, V. F.: Mikrometallurgija v mikroelektronike. Moskva, Metallurgija, 272 s., 1978

Doporučená literatura

PAVLOV, L. P.: Metody izmerenija parametrov poluprovodniovych materialov, Moskva, Vysšaja škola, 240 s., 1987