Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Elektryczny - Elektronika i Telekomunikacja (N2)
specjalność: Systemy Telekomunikacyjne

Sylabus przedmiotu Technologie mikroelektroniczne:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Elektronika i Telekomunikacja
Forma studiów studia niestacjonarne Poziom drugiego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta magister inżynier
Obszary studiów nauk technicznych
Profil ogólnoakademicki
Moduł —
Przedmiot Technologie mikroelektroniczne
Specjalność przedmiot wspólny
Jednostka prowadząca Instytut Fizyki
Nauczyciel odpowiedzialny Sławomir Kaczmarek <Slawomir.Kaczmarek@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele
ECTS (planowane) 4,0 ECTS (formy) 4,0
Forma zaliczenia zaliczenie Język polski
Blok obieralny — Grupa obieralna —

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
laboratoriaL1 15 1,00,25zaliczenie
projektyP1 5 1,00,33zaliczenie
wykładyW1 20 2,00,42zaliczenie

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Student ma poszerzoną i pogłębioną wiedzę w zakresie fizyki, obejmującą podstawy fizyki kwantowej i fizykę ciała stałego, w tym wiedzę niezbędną do zrozumienia zjawisk fizycznych mających istotny wpływ na właściwości nowych materiałów i działanie zaawansowanych elementów elektronicznych i fotonicznych.
W-2Student ma wiedzę o trendach rozwojowych i najistotniejszych nowych osiągnięciach w zakresie elektroniki i telekomunikacji oraz – w mniejszym stopniu – teleinformatyki.
W-3Student zna zasady działania i jest przygotowany do obslugi urządzeń wysokoenergetycznych, zna urządzenia wykorzystujące prądy indukcyjne, generatory.

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Celem wykładu jest usystematyzowanie wiedzy w zakresie nowych technik i technologii wytwarzania elementów czy układów elektronicznych.
C-2Student ma zapoznać się ze sposobami wytwarzania przyrządów półprzewodnikowych, monolitycznych układów scalonych oraz hybrydowych układów warstwowych – grubo i cienkowarstwowych.
C-3Wykład ma na celu przedstawienie wybranych procedur, które pozwalają na świadome i celowe modyfikowanie własności ciała stałego (półprzewodnika) w celu wytworzenia określonych struktur półprzewodnikowych, czy wybranych fragmentów układów elektronicznych realizowanych technikami warstwowymi.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
laboratoria
T-L-1Laboratorium wzrostu kryształów - krystalizatory i organizacja Laboratorium, projektowanie składu stechiometrycznego monokryształu, przygotowywanie wsadu do tygla, natapianie wsadu, uruchamianie procesu krystalizacji4
T-L-2Wytwarzanie monokryształów materiałów tlenkowych o szerokiej przerwie energetycznej, wytwarzanie monokryształów materiałów o różnej prężności par składmików - krystalizacja GaAs, wytwarzanie materiałów domieszkowanych pierwiastkami aktywnymi optycznie oraz materiałów półprzewodnikowych donorami i akceptorami5
T-L-3Orientacja monokryształów po procesie krystalizacji, cięcie monokryształów, techniki polaryzacji, jakość optyczna powierzchni monokryształów3
T-L-4Badania jakości mechanicznej, optycznej monokryształów, badania ich właściwości strukturalnych, optycznych, magnetycznych i dielektrycznych3
15
projekty
T-P-1Opracowanie technologii otrzymywania GaAs korzystając z wysokociśnieniowego stanowiska Czochralskiego2
T-P-2Opracowanie technologii otrzymywania monokryształów krzemu lub germanu korzystając ze stanowiska niskociśnieniowego2
T-P-3Opracowanie technologii otrzymywania monokryształów tlenkowych z wykorzystaniem niskociśnieniowego stanowiska Czochralskiego1
5
wykłady
T-W-1Materiały półprzewodnikowe stosowane w produkcji przyrządów półprzewodnikowych i układów scalonych – krzem, arsenek galu, fosforek indu. Wytwarzanie monokryształów. „Wyciąganie” monokryształów krzemu metodą Czochralskiego, wytwarzanie monokryształów arsenku galu pod wysokim ciśnieniem. Wytwarzanie monokryształów metodą „topienia strefowego”. Wytwarzanie krzemowych płytek podłożowych.3
T-W-2Wytwarzanie warstw dielektrycznych. Funkcje warstw dielektrycznych w technologii struktur półprzewodnikowych. Wytwarzanie warstw dwutlenku krzemu. Utlenianie termiczne – opis kinetyki procesu utleniania, metody utleniania, aparatura. Właściwości warstw dwutlenku krzemu. Wytwarzanie warstw azotku krzemu.4
T-W-3Fotolitografia. Etapy procesu fotolitografii, metody naświetlania warstwy kopiowej, wywoływanie, trawienie. Metody suchego trawienia. Ograniczenia metody fotolitografii. Rentgenolitografia – aparatura. Maskowanie w rentgenolitografii. Eektronolitografia, jonolitografia.1
T-W-4Domieszkowanie półprzewodników. Domieszkowanie dyfuzyjne. Matematyczny opis dyfuzji – prawa Ficka. Sposoby realizacji procesu domieszkowania dyfuzyjnego. Metody domieszkowania krzemu borem, fosforem i arsenem. Implantacja jonów – idea metody. Aparatura – implantator jonów. Oddziaływanie jonów z ciałem stałym – mechanizmy wyhamowania jonów. Wykorzystanie implantacji jonów do realizacji struktur półprzewodnikowych. Efekt „kanałowania”.3
T-W-5Metalizacja struktur półprzewodnikowych. Własności złącza metal-półprzewodnik. Aluminium jako podstawowy materiał do wytwarzania warstw kontaktowych na krzemie. Technologie hybrydowych układów warstwowych. Elementy struktur i układów elektronicznych realizowanych technikami warstwowymi. Podłoża układów hybrydowych. Hybrydowe układy cienkowarstwowe. Metody wytwarzania cienkich warstw metalicznych, rezystywnych i dielektrycznych.2
T-W-6Technologia grubowarstwowa. Technika druku sitowego, wypalanie past. Rodzaje past – przewodzące, rezystywne, dielektryczne. Układy hybrydowe z wykorzystaniem ceramiki niskotemperaturowej – LTCC . Etapy wytwarzania układów LTCC . Struktury sensorowe wytwarzane techniką LTCC.2
T-W-7Wytwarzanie cienkowarstwowych układów scalonych. Podłoża. Warstwy przewodzące. Rezystory. Kondensatory.1
T-W-8Wytwarzanie grubowarstwowych układów scalonych. Podłoża. Warstwy przewodzące. Rezystory. Kondensatory.2
T-W-9Porównanie technologii otrzymywania układów scalonych bipolarnych, unipolarnych, analogowych i cyfrowych2
20

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
laboratoria
A-L-1Uczestnictwo w ćwiczeniach laboratoryjnych15
A-L-2Przygotowanie teoretyczne do ćwiczeń laboratoryjnych5
A-L-3Opracowanie sprawozdania z ćwiczeń laboratoryjnych5
A-L-4Udział w konsultacjach do ćwiczeń laboratoryjnych5
30
projekty
A-P-1Przygotowanie teoretyczne do realizacji projektów25
A-P-2Przygotowanie praktyczne do realizacji projektów - udział w próbnych procesach krystalizacji2
A-P-3Realizacja projektu3
30
wykłady
A-W-1Uczestnictwo w wykładach.20
A-W-2Przygotowanie do egzaminu.15
A-W-3Studiowanie literatury.15
A-W-4Udział w konsultacjach.10
60

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1Wykład uzupełniony prezentacją multimedialną filmami i symulacjami komputerowymi dotyczącymi procesów technologicznych.
M-2Praktyczne zapoznanie się z wybranymi operacjami technologicznymi w ramach zajęć laboratoryjnych.
M-3Praktyczna realizacja określonej technologii otrzymywanie materiałów półprzewodnikowych.

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena formująca: Egzamin w formie pisemnej lub ustnej.
S-2Ocena formująca: Laboratorium – wykazanie się znajomością tematyki dotyczącej realizowanego zakresu prac laboratoryjnych, wykonanie wszystkich zaplanowanych ćwiczeń, opracowanie wyników i przedstawienie ich do oceny w formie sprawozdania.
S-3Ocena podsumowująca: Projekt - ocena sprawozdania z realizacji projektu technologicznego.

Zamierzone efekty kształcenia - wiedza

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
ET_2A_C04_W01
Ma podstawową wiedzę w zakresie zasad projektowania i wytwarzania elektronicznych i fotonicznych układów scalonych		ET_2A_W02T2A_W01C-1, C-2, C-3T-P-1, T-L-1, T-L-2, T-P-2, T-P-3, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-6, T-W-7, T-W-8, T-W-9M-1, M-2, M-3S-1, S-2, S-3
ET_2A_C04_W02
Student ma wiedzę w zakresie fizyki niezbędną do zrozumienia zasad działania zaawansowanych elementów elektronicznych		ET_2A_W10T2A_W02, T2A_W05C-1, C-2, C-3T-W-1, T-L-3, T-L-4, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5M-1, M-2, M-3S-1, S-2, S-3

Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
ET_2A_C04_U01
Student potrafi ocenić przydatność nowych osiągnięć w zakresie materiałów, elementów, metod projektowania i wytwarzania.		ET_2A_U03, ET_2A_U13, ET_2A_U12, ET_2A_U20T2A_U04, T2A_U12, T2A_U17, T2A_U18, T2A_U19C-1, C-2, C-3T-P-1, T-P-2, T-W-1, T-P-3, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-9, T-L-1M-1, M-2, M-3S-1, S-2, S-3

Kryterium oceny - wiedza

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
ET_2A_C04_W01
Ma podstawową wiedzę w zakresie zasad projektowania i wytwarzania elektronicznych i fotonicznych układów scalonych		2,0
3,0Student ma podstawową wiedzę z zakresu zasad projektowania i wytwarzania elektronicznych i fotonicznych układów scalonych.
3,5
4,0
4,5
5,0
ET_2A_C04_W02
Student ma wiedzę w zakresie fizyki niezbędną do zrozumienia zasad działania zaawansowanych elementów elektronicznych		2,0
3,0Student ma wiedzę w zakresie fizyki niezbędna do zrozumienia zasad działania zaawansowanych elementów elektronicznych
3,5
4,0
4,5
5,0

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
ET_2A_C04_U01
Student potrafi ocenić przydatność nowych osiągnięć w zakresie materiałów, elementów, metod projektowania i wytwarzania.		2,0
3,0Student potrafi ocenić przydatność nowych osiągnięć w zakresie materiałów, elementów, metod projektowania i wytwarzania.
3,5
4,0
4,5
5,0

Literatura podstawowa

  1. Waczyński K., Wróbel E., Technologie mikroelektroniczne – metody wytwarzania materiałów i struktur półprzewodnikowych, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, 2006
  2. Waczyński K i in., Technologie mikroelektroniczne - laboratorium technologii półprzewodników, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, 2000, Skrypt nr 2195
  3. Praca zbiorowa, Procesy technologiczne w elektronice półprzewodnikowej, WNT, Warszawa, 1980
  4. W. Marciniak, Przyrządy półprzewodnikowe i układy scalone, WNT, Warszawa, 1987, Trzecie

Literatura dodatkowa

  1. Campbell S.A., The Science and Engineering of Microfabrication, Oxford University Press, New York, Oxford, 2001
  2. Einspruch N. G., VLSI Handbook, Academic Press Inc., Orlando, New York, Tokyo, 1985
  3. Runyan W.R., Shaffner T.J., Semiconductor Measurement & Instrumentation, McGraw-Hill, New York, Toronto, 1998

Treści programowe - laboratoria

KODTreść programowaGodziny
T-L-1Laboratorium wzrostu kryształów - krystalizatory i organizacja Laboratorium, projektowanie składu stechiometrycznego monokryształu, przygotowywanie wsadu do tygla, natapianie wsadu, uruchamianie procesu krystalizacji4
T-L-2Wytwarzanie monokryształów materiałów tlenkowych o szerokiej przerwie energetycznej, wytwarzanie monokryształów materiałów o różnej prężności par składmików - krystalizacja GaAs, wytwarzanie materiałów domieszkowanych pierwiastkami aktywnymi optycznie oraz materiałów półprzewodnikowych donorami i akceptorami5
T-L-3Orientacja monokryształów po procesie krystalizacji, cięcie monokryształów, techniki polaryzacji, jakość optyczna powierzchni monokryształów3
T-L-4Badania jakości mechanicznej, optycznej monokryształów, badania ich właściwości strukturalnych, optycznych, magnetycznych i dielektrycznych3
15

Treści programowe - projekty

KODTreść programowaGodziny
T-P-1Opracowanie technologii otrzymywania GaAs korzystając z wysokociśnieniowego stanowiska Czochralskiego2
T-P-2Opracowanie technologii otrzymywania monokryształów krzemu lub germanu korzystając ze stanowiska niskociśnieniowego2
T-P-3Opracowanie technologii otrzymywania monokryształów tlenkowych z wykorzystaniem niskociśnieniowego stanowiska Czochralskiego1
5

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Materiały półprzewodnikowe stosowane w produkcji przyrządów półprzewodnikowych i układów scalonych – krzem, arsenek galu, fosforek indu. Wytwarzanie monokryształów. „Wyciąganie” monokryształów krzemu metodą Czochralskiego, wytwarzanie monokryształów arsenku galu pod wysokim ciśnieniem. Wytwarzanie monokryształów metodą „topienia strefowego”. Wytwarzanie krzemowych płytek podłożowych.3
T-W-2Wytwarzanie warstw dielektrycznych. Funkcje warstw dielektrycznych w technologii struktur półprzewodnikowych. Wytwarzanie warstw dwutlenku krzemu. Utlenianie termiczne – opis kinetyki procesu utleniania, metody utleniania, aparatura. Właściwości warstw dwutlenku krzemu. Wytwarzanie warstw azotku krzemu.4
T-W-3Fotolitografia. Etapy procesu fotolitografii, metody naświetlania warstwy kopiowej, wywoływanie, trawienie. Metody suchego trawienia. Ograniczenia metody fotolitografii. Rentgenolitografia – aparatura. Maskowanie w rentgenolitografii. Eektronolitografia, jonolitografia.1
T-W-4Domieszkowanie półprzewodników. Domieszkowanie dyfuzyjne. Matematyczny opis dyfuzji – prawa Ficka. Sposoby realizacji procesu domieszkowania dyfuzyjnego. Metody domieszkowania krzemu borem, fosforem i arsenem. Implantacja jonów – idea metody. Aparatura – implantator jonów. Oddziaływanie jonów z ciałem stałym – mechanizmy wyhamowania jonów. Wykorzystanie implantacji jonów do realizacji struktur półprzewodnikowych. Efekt „kanałowania”.3
T-W-5Metalizacja struktur półprzewodnikowych. Własności złącza metal-półprzewodnik. Aluminium jako podstawowy materiał do wytwarzania warstw kontaktowych na krzemie. Technologie hybrydowych układów warstwowych. Elementy struktur i układów elektronicznych realizowanych technikami warstwowymi. Podłoża układów hybrydowych. Hybrydowe układy cienkowarstwowe. Metody wytwarzania cienkich warstw metalicznych, rezystywnych i dielektrycznych.2
T-W-6Technologia grubowarstwowa. Technika druku sitowego, wypalanie past. Rodzaje past – przewodzące, rezystywne, dielektryczne. Układy hybrydowe z wykorzystaniem ceramiki niskotemperaturowej – LTCC . Etapy wytwarzania układów LTCC . Struktury sensorowe wytwarzane techniką LTCC.2
T-W-7Wytwarzanie cienkowarstwowych układów scalonych. Podłoża. Warstwy przewodzące. Rezystory. Kondensatory.1
T-W-8Wytwarzanie grubowarstwowych układów scalonych. Podłoża. Warstwy przewodzące. Rezystory. Kondensatory.2
T-W-9Porównanie technologii otrzymywania układów scalonych bipolarnych, unipolarnych, analogowych i cyfrowych2
20

Formy aktywności - laboratoria

KODForma aktywnościGodziny
A-L-1Uczestnictwo w ćwiczeniach laboratoryjnych15
A-L-2Przygotowanie teoretyczne do ćwiczeń laboratoryjnych5
A-L-3Opracowanie sprawozdania z ćwiczeń laboratoryjnych5
A-L-4Udział w konsultacjach do ćwiczeń laboratoryjnych5
30
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - projekty

KODForma aktywnościGodziny
A-P-1Przygotowanie teoretyczne do realizacji projektów25
A-P-2Przygotowanie praktyczne do realizacji projektów - udział w próbnych procesach krystalizacji2
A-P-3Realizacja projektu3
30
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1Uczestnictwo w wykładach.20
A-W-2Przygotowanie do egzaminu.15
A-W-3Studiowanie literatury.15
A-W-4Udział w konsultacjach.10
60
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaET_2A_C04_W01Ma podstawową wiedzę w zakresie zasad projektowania i wytwarzania elektronicznych i fotonicznych układów scalonych
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówET_2A_W02Ma poszerzoną i pogłębioną wiedzę w zakresie fizyki, obejmującą podstawy fizyki kwantowej i fizykę ciała stałego, w tym wiedzę niezbędną do zrozumienia zjawisk fizycznych mających istotny wpływ na właściwości nowych materiałów i działanie zaawansowanych elementów elektronicznych i fotonicznych.
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT2A_W01ma rozszerzoną i pogłębioną wiedzę z zakresu matematyki, fizyki, chemii i innych obszarów właściwych dla studiowanego kierunku studiów przydatną do formułowania i rozwiązywania złożonych zadań z zakresu studiowanego kierunku studiów
Cel przedmiotuC-1Celem wykładu jest usystematyzowanie wiedzy w zakresie nowych technik i technologii wytwarzania elementów czy układów elektronicznych.
C-2Student ma zapoznać się ze sposobami wytwarzania przyrządów półprzewodnikowych, monolitycznych układów scalonych oraz hybrydowych układów warstwowych – grubo i cienkowarstwowych.
C-3Wykład ma na celu przedstawienie wybranych procedur, które pozwalają na świadome i celowe modyfikowanie własności ciała stałego (półprzewodnika) w celu wytworzenia określonych struktur półprzewodnikowych, czy wybranych fragmentów układów elektronicznych realizowanych technikami warstwowymi.
Treści programoweT-P-1Opracowanie technologii otrzymywania GaAs korzystając z wysokociśnieniowego stanowiska Czochralskiego
T-L-1Laboratorium wzrostu kryształów - krystalizatory i organizacja Laboratorium, projektowanie składu stechiometrycznego monokryształu, przygotowywanie wsadu do tygla, natapianie wsadu, uruchamianie procesu krystalizacji
T-L-2Wytwarzanie monokryształów materiałów tlenkowych o szerokiej przerwie energetycznej, wytwarzanie monokryształów materiałów o różnej prężności par składmików - krystalizacja GaAs, wytwarzanie materiałów domieszkowanych pierwiastkami aktywnymi optycznie oraz materiałów półprzewodnikowych donorami i akceptorami
T-P-2Opracowanie technologii otrzymywania monokryształów krzemu lub germanu korzystając ze stanowiska niskociśnieniowego
T-P-3Opracowanie technologii otrzymywania monokryształów tlenkowych z wykorzystaniem niskociśnieniowego stanowiska Czochralskiego
T-W-3Fotolitografia. Etapy procesu fotolitografii, metody naświetlania warstwy kopiowej, wywoływanie, trawienie. Metody suchego trawienia. Ograniczenia metody fotolitografii. Rentgenolitografia – aparatura. Maskowanie w rentgenolitografii. Eektronolitografia, jonolitografia.
T-W-4Domieszkowanie półprzewodników. Domieszkowanie dyfuzyjne. Matematyczny opis dyfuzji – prawa Ficka. Sposoby realizacji procesu domieszkowania dyfuzyjnego. Metody domieszkowania krzemu borem, fosforem i arsenem. Implantacja jonów – idea metody. Aparatura – implantator jonów. Oddziaływanie jonów z ciałem stałym – mechanizmy wyhamowania jonów. Wykorzystanie implantacji jonów do realizacji struktur półprzewodnikowych. Efekt „kanałowania”.
T-W-5Metalizacja struktur półprzewodnikowych. Własności złącza metal-półprzewodnik. Aluminium jako podstawowy materiał do wytwarzania warstw kontaktowych na krzemie. Technologie hybrydowych układów warstwowych. Elementy struktur i układów elektronicznych realizowanych technikami warstwowymi. Podłoża układów hybrydowych. Hybrydowe układy cienkowarstwowe. Metody wytwarzania cienkich warstw metalicznych, rezystywnych i dielektrycznych.
T-W-6Technologia grubowarstwowa. Technika druku sitowego, wypalanie past. Rodzaje past – przewodzące, rezystywne, dielektryczne. Układy hybrydowe z wykorzystaniem ceramiki niskotemperaturowej – LTCC . Etapy wytwarzania układów LTCC . Struktury sensorowe wytwarzane techniką LTCC.
T-W-7Wytwarzanie cienkowarstwowych układów scalonych. Podłoża. Warstwy przewodzące. Rezystory. Kondensatory.
T-W-8Wytwarzanie grubowarstwowych układów scalonych. Podłoża. Warstwy przewodzące. Rezystory. Kondensatory.
T-W-9Porównanie technologii otrzymywania układów scalonych bipolarnych, unipolarnych, analogowych i cyfrowych
Metody nauczaniaM-1Wykład uzupełniony prezentacją multimedialną filmami i symulacjami komputerowymi dotyczącymi procesów technologicznych.
M-2Praktyczne zapoznanie się z wybranymi operacjami technologicznymi w ramach zajęć laboratoryjnych.
M-3Praktyczna realizacja określonej technologii otrzymywanie materiałów półprzewodnikowych.
Sposób ocenyS-1Ocena formująca: Egzamin w formie pisemnej lub ustnej.
S-2Ocena formująca: Laboratorium – wykazanie się znajomością tematyki dotyczącej realizowanego zakresu prac laboratoryjnych, wykonanie wszystkich zaplanowanych ćwiczeń, opracowanie wyników i przedstawienie ich do oceny w formie sprawozdania.
S-3Ocena podsumowująca: Projekt - ocena sprawozdania z realizacji projektu technologicznego.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student ma podstawową wiedzę z zakresu zasad projektowania i wytwarzania elektronicznych i fotonicznych układów scalonych.
3,5
4,0
4,5
5,0
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaET_2A_C04_W02Student ma wiedzę w zakresie fizyki niezbędną do zrozumienia zasad działania zaawansowanych elementów elektronicznych
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówET_2A_W10Ma wiedzę o trendach rozwojowych i najistotniejszych nowych osiągnięciach w zakresie elektroniki i telekomunikacji oraz – w mniejszym stopniu – teleinformatyki.
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT2A_W02ma szczegółową wiedzę w zakresie kierunków studiów powiązanych ze studiowanym kierunkiem studiów
T2A_W05ma wiedzę o trendach rozwojowych i najistotniejszych nowych osiągnięciach z zakresu dziedzin nauki i dyscyplin naukowych, właściwych dla studiowanego kierunku studiów i pokrewnych dyscyplin naukowych
Cel przedmiotuC-1Celem wykładu jest usystematyzowanie wiedzy w zakresie nowych technik i technologii wytwarzania elementów czy układów elektronicznych.
C-2Student ma zapoznać się ze sposobami wytwarzania przyrządów półprzewodnikowych, monolitycznych układów scalonych oraz hybrydowych układów warstwowych – grubo i cienkowarstwowych.
C-3Wykład ma na celu przedstawienie wybranych procedur, które pozwalają na świadome i celowe modyfikowanie własności ciała stałego (półprzewodnika) w celu wytworzenia określonych struktur półprzewodnikowych, czy wybranych fragmentów układów elektronicznych realizowanych technikami warstwowymi.
Treści programoweT-W-1Materiały półprzewodnikowe stosowane w produkcji przyrządów półprzewodnikowych i układów scalonych – krzem, arsenek galu, fosforek indu. Wytwarzanie monokryształów. „Wyciąganie” monokryształów krzemu metodą Czochralskiego, wytwarzanie monokryształów arsenku galu pod wysokim ciśnieniem. Wytwarzanie monokryształów metodą „topienia strefowego”. Wytwarzanie krzemowych płytek podłożowych.
T-L-3Orientacja monokryształów po procesie krystalizacji, cięcie monokryształów, techniki polaryzacji, jakość optyczna powierzchni monokryształów
T-L-4Badania jakości mechanicznej, optycznej monokryształów, badania ich właściwości strukturalnych, optycznych, magnetycznych i dielektrycznych
T-W-2Wytwarzanie warstw dielektrycznych. Funkcje warstw dielektrycznych w technologii struktur półprzewodnikowych. Wytwarzanie warstw dwutlenku krzemu. Utlenianie termiczne – opis kinetyki procesu utleniania, metody utleniania, aparatura. Właściwości warstw dwutlenku krzemu. Wytwarzanie warstw azotku krzemu.
T-W-3Fotolitografia. Etapy procesu fotolitografii, metody naświetlania warstwy kopiowej, wywoływanie, trawienie. Metody suchego trawienia. Ograniczenia metody fotolitografii. Rentgenolitografia – aparatura. Maskowanie w rentgenolitografii. Eektronolitografia, jonolitografia.
T-W-4Domieszkowanie półprzewodników. Domieszkowanie dyfuzyjne. Matematyczny opis dyfuzji – prawa Ficka. Sposoby realizacji procesu domieszkowania dyfuzyjnego. Metody domieszkowania krzemu borem, fosforem i arsenem. Implantacja jonów – idea metody. Aparatura – implantator jonów. Oddziaływanie jonów z ciałem stałym – mechanizmy wyhamowania jonów. Wykorzystanie implantacji jonów do realizacji struktur półprzewodnikowych. Efekt „kanałowania”.
T-W-5Metalizacja struktur półprzewodnikowych. Własności złącza metal-półprzewodnik. Aluminium jako podstawowy materiał do wytwarzania warstw kontaktowych na krzemie. Technologie hybrydowych układów warstwowych. Elementy struktur i układów elektronicznych realizowanych technikami warstwowymi. Podłoża układów hybrydowych. Hybrydowe układy cienkowarstwowe. Metody wytwarzania cienkich warstw metalicznych, rezystywnych i dielektrycznych.
Metody nauczaniaM-1Wykład uzupełniony prezentacją multimedialną filmami i symulacjami komputerowymi dotyczącymi procesów technologicznych.
M-2Praktyczne zapoznanie się z wybranymi operacjami technologicznymi w ramach zajęć laboratoryjnych.
M-3Praktyczna realizacja określonej technologii otrzymywanie materiałów półprzewodnikowych.
Sposób ocenyS-1Ocena formująca: Egzamin w formie pisemnej lub ustnej.
S-2Ocena formująca: Laboratorium – wykazanie się znajomością tematyki dotyczącej realizowanego zakresu prac laboratoryjnych, wykonanie wszystkich zaplanowanych ćwiczeń, opracowanie wyników i przedstawienie ich do oceny w formie sprawozdania.
S-3Ocena podsumowująca: Projekt - ocena sprawozdania z realizacji projektu technologicznego.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student ma wiedzę w zakresie fizyki niezbędna do zrozumienia zasad działania zaawansowanych elementów elektronicznych
3,5
4,0
4,5
5,0
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaET_2A_C04_U01Student potrafi ocenić przydatność nowych osiągnięć w zakresie materiałów, elementów, metod projektowania i wytwarzania.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówET_2A_U03Potrafi opracować szczegółową dokumentację wyników realizacji eksperymentu, zadania projektowego lub badawczego; potrafi przygotować opracowanie zawierające omówienie tych wyników.
ET_2A_U13Potrafi projektować systemy elektroniczne lub układy fotoniczne przeznaczone do wybranych zastosowań, w tym systemy cyfrowego przetwarzania sygnałó w lub układy optycznego zapisu i przetwarzania informacji.
ET_2A_U12Potrafi uwzględniać zadane kryteria użytkowe i ekonomiczne przy projektowaniu systemów elektronicznych i telekomunikacyjnych oraz układów fotonicznych, w razie potrzeby przystosowując istniejące metody projektowania lub komputerowe narzędzia wspomagania projektowania.
ET_2A_U20Potrafi ocenić przydatność i możliwość wykorzystania nowych osiągnięć w zakresie materiałów, elementów, metod projektowania i wytwarzania do projektowania i wytwarzania układów i systemów z zakresu elektroniki i telekomunikacji, zawierających rozwiązania o charakterze innowacyjnym.
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT2A_U04potrafi przygotować i przedstawić w języku polskim i języku obcym prezentację ustną, dotyczącą szczegółowych zagadnień z zakresu studiowanego kierunku studiów
T2A_U12potrafi ocenić przydatność i możliwość wykorzystania nowych osiągnięć (technik i technologii) w zakresie studiowanego kierunku studiów
T2A_U17potrafi dokonać identyfikacji i sformułować specyfikację złożonych zadań inżynierskich, charakterystycznych dla studiowanego kierunku studiów, w tym zadań nietypowych, uwzględniając ich aspekty pozatechniczne
T2A_U18potrafi ocenić przydatność metod i narzędzi służących do rozwiązania zadania inżynierskiego, charakterystycznego dla studiowanego kierunku studiów, w tym dostrzec ograniczenia tych metod i narzędzi; potrafi - stosując także koncepcyjnie nowe metody - rozwiązywać złożone zadania inżynierskie, charakterystyczne dla studiowanego kierunku studiów, w tym zadania nietypowe oraz zadania zawierające komponent badawczy
T2A_U19potrafi - zgodnie z zadaną specyfikacją, uwzględniającą aspekty pozatechniczne - zaprojektować złożone urządzenie, obiekt, system lub proces, związane z zakresem studiowanego kierunku studiów, oraz zrealizować ten projekt - co najmniej w części - używając właściwych metod, technik i narzędzi, w tym przystosowując do tego celu istniejące lub opracowując nowe narzędzia
Cel przedmiotuC-1Celem wykładu jest usystematyzowanie wiedzy w zakresie nowych technik i technologii wytwarzania elementów czy układów elektronicznych.
C-2Student ma zapoznać się ze sposobami wytwarzania przyrządów półprzewodnikowych, monolitycznych układów scalonych oraz hybrydowych układów warstwowych – grubo i cienkowarstwowych.
C-3Wykład ma na celu przedstawienie wybranych procedur, które pozwalają na świadome i celowe modyfikowanie własności ciała stałego (półprzewodnika) w celu wytworzenia określonych struktur półprzewodnikowych, czy wybranych fragmentów układów elektronicznych realizowanych technikami warstwowymi.
Treści programoweT-P-1Opracowanie technologii otrzymywania GaAs korzystając z wysokociśnieniowego stanowiska Czochralskiego
T-P-2Opracowanie technologii otrzymywania monokryształów krzemu lub germanu korzystając ze stanowiska niskociśnieniowego
T-W-1Materiały półprzewodnikowe stosowane w produkcji przyrządów półprzewodnikowych i układów scalonych – krzem, arsenek galu, fosforek indu. Wytwarzanie monokryształów. „Wyciąganie” monokryształów krzemu metodą Czochralskiego, wytwarzanie monokryształów arsenku galu pod wysokim ciśnieniem. Wytwarzanie monokryształów metodą „topienia strefowego”. Wytwarzanie krzemowych płytek podłożowych.
T-P-3Opracowanie technologii otrzymywania monokryształów tlenkowych z wykorzystaniem niskociśnieniowego stanowiska Czochralskiego
T-W-2Wytwarzanie warstw dielektrycznych. Funkcje warstw dielektrycznych w technologii struktur półprzewodnikowych. Wytwarzanie warstw dwutlenku krzemu. Utlenianie termiczne – opis kinetyki procesu utleniania, metody utleniania, aparatura. Właściwości warstw dwutlenku krzemu. Wytwarzanie warstw azotku krzemu.
T-W-3Fotolitografia. Etapy procesu fotolitografii, metody naświetlania warstwy kopiowej, wywoływanie, trawienie. Metody suchego trawienia. Ograniczenia metody fotolitografii. Rentgenolitografia – aparatura. Maskowanie w rentgenolitografii. Eektronolitografia, jonolitografia.
T-W-4Domieszkowanie półprzewodników. Domieszkowanie dyfuzyjne. Matematyczny opis dyfuzji – prawa Ficka. Sposoby realizacji procesu domieszkowania dyfuzyjnego. Metody domieszkowania krzemu borem, fosforem i arsenem. Implantacja jonów – idea metody. Aparatura – implantator jonów. Oddziaływanie jonów z ciałem stałym – mechanizmy wyhamowania jonów. Wykorzystanie implantacji jonów do realizacji struktur półprzewodnikowych. Efekt „kanałowania”.
T-W-5Metalizacja struktur półprzewodnikowych. Własności złącza metal-półprzewodnik. Aluminium jako podstawowy materiał do wytwarzania warstw kontaktowych na krzemie. Technologie hybrydowych układów warstwowych. Elementy struktur i układów elektronicznych realizowanych technikami warstwowymi. Podłoża układów hybrydowych. Hybrydowe układy cienkowarstwowe. Metody wytwarzania cienkich warstw metalicznych, rezystywnych i dielektrycznych.
T-W-9Porównanie technologii otrzymywania układów scalonych bipolarnych, unipolarnych, analogowych i cyfrowych
T-L-1Laboratorium wzrostu kryształów - krystalizatory i organizacja Laboratorium, projektowanie składu stechiometrycznego monokryształu, przygotowywanie wsadu do tygla, natapianie wsadu, uruchamianie procesu krystalizacji
Metody nauczaniaM-1Wykład uzupełniony prezentacją multimedialną filmami i symulacjami komputerowymi dotyczącymi procesów technologicznych.
M-2Praktyczne zapoznanie się z wybranymi operacjami technologicznymi w ramach zajęć laboratoryjnych.
M-3Praktyczna realizacja określonej technologii otrzymywanie materiałów półprzewodnikowych.
Sposób ocenyS-1Ocena formująca: Egzamin w formie pisemnej lub ustnej.
S-2Ocena formująca: Laboratorium – wykazanie się znajomością tematyki dotyczącej realizowanego zakresu prac laboratoryjnych, wykonanie wszystkich zaplanowanych ćwiczeń, opracowanie wyników i przedstawienie ich do oceny w formie sprawozdania.
S-3Ocena podsumowująca: Projekt - ocena sprawozdania z realizacji projektu technologicznego.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student potrafi ocenić przydatność nowych osiągnięć w zakresie materiałów, elementów, metod projektowania i wytwarzania.
3,5
4,0
4,5
5,0