Στοιχεία Μαθήματος
Διδάσκων (Διδάσκοντες):
Προπτυχιακά Μαθήματα, 10o Εξάμηνο (5ο Έτος, Εαρινό)
Κατηγορία μαθήματος: Επιλογής Θεματικής Ενότητας, Ομάδα Γ
Τύπος Μαθήματος: Επιστημονικής Περιοχής
Γλώσσα Διδασκαλίας: Ελληνικά
Κωδικός Μαθήματος: CHM_E_Γ4
Μονάδες: 3
Μονάδες ECTS: 4
Τύπος Διδασκαλίας: Διαλέξεις (3Ωρ./Εβδ.) Εργασίες (2/Εξάμηνο)
Διαθέσιμότητα μαθήματος σε φοιτητές Erasmus: Ναι
Σύνδεσμος URL Περιεχομένου Μαθήματος: E-Class (CMNG2103)
Λεπτομέρειες Μαθήματος

Εξοικείωση με τις ιδιαιτερότητες των χημικών και φυσικών διεργασιών στον τομέα της μικροηλεκτρονικής (CVD, PVD, MBE, Sputtering, PECVD, Etching) μέσω του παραδείγματος της παραγωγής Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων Πυριτίου.

Εμπέδωση βασικών γνώσεων της χημικής μηχανικής μέσα από τις ιδιαιτερότητες του τεχνολογικού παραδείγματος

Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών

Αυτόνομη εργασία

Εργασία σε διεπιστημονικό περιβάλλον

Παράγωγή νέων ερευνητικών ιδεών

Το μάθημα χρησιμοποιεί γνώσεις χημικών διεργασιών, χημικής κινητικής και φαινομένων μεταφοράς τις οποίες θεωρείται ότι οι φοιτητές έχουν διδαχθεί.

Εισαγωγή. Ολοκληρωμένα Κυκλώματα (ΟΚ). Ημιαγωγοί και φορείς φορτίου, βασικές σχέσεις. Στοιχειώδεις μονάδες των ΟΚ, δίοδοι και τρανζίστορς, στοιχειώδης φυσική των ηλεκτρονικών ιδιοσκευών. Γενική περιγραφή των σταδίων κατασκευής ενός ολοκληρωμένου κυκλώματος, από την άμμο στο ΟΚ.

Παραγωγή μεταλλουργικού πυριτίου. Διεργασίες εξευγενισμού του πυριτίου, ηλεκτρονικό πυρίτιο. Παραγωγή και απόσταξη χλωροσιλανίων. Μέθοδοι παραγωγής πολυκρυσταλλικού πυριτίου: Siemens, ρευστοστερεά κλίνη.

Ανάπτυξη κρυστάλλων. Η μέθοδος Czochralski (CZ) και οι μέθοδοι Bridgeman και floating zone. Η μέθοδος CZ, υπολογισμοί αξονικής και ακτινικής κατανομής των προσμίξεων

Χημικές Διεργασίες εναπόθεσης υμενίων. Χημική εναπόθεση ατμών (CVD). Επιφανειακή Διάχυση και Επιταξία. Ομογενείς και ετερογενείς αντιδράσεις και κινητική της εναπόθεσης. Αντιδραστήρες CVD. Καθεστώτα ροής και μεταφορά θερμότητας, σχεδιασμός αντιδραστήρων.

Εμπλουτισμός. Ενσωμάτωση και μεταφορά των προσμίξεων. Διάχυση και ανακατανομή των προσμίξεων.

Φυσικές και Φυσικοχημικές Διεργασίες. Εξάχνωση (PVD) και Επιταξία Μοριακής Δέσμης (MBE). Διεργασίες Πλάσματος. Sputtering (dc και rf), υπολογισμοί ρυθμών sputtering και ρυθμού εναπόθεσης. Χημική εναπόθεση ατμών ενισχυμένη με πλάσμα (PECVD). Δημιουργία δομών με εγχάραξη πλάσματος (Plasma Etching). Αντιδραστήρες PVD. Αντιδραστήρες Πλάσματος: Ιδιαιτερότητες, ηλεκτρικά χαρακτηριστικά και σχεδιασμός.

Λιθογραφία - εισαγωγή. Σύγκριση  Λιθογραφίας Οπτικής και  Ηλεκτρονικής Δέσμης (EBL). Φωτοευαίσθητα λιθογραφικά υλικά. Τεχνολογία κατασκευής μασκών. Διακριτική Ικανότητα ενός οπτικού συστήματος. Συστήματα παραγωγής ηλεκτρονικών δεσμών. Αλληλεπίδραση ηλεκτρονίων με υλικά. Διακριτική ικανότητα λιθογραφίας EBL. Μέλλον των τεχνολογιών λιθογραφίας.

MEMS - εισαγωγή. Συμβατικές τεχνολογίες για την ανάπτυξη των μικρο-ηλεκτρονικών και των μικρο-αισθητήρων. Μη συμβατικές "μικρομηχανικές" διαδικασίες χάραξης του πλακιδίου πυριτίου για την διαμόρφωση των μηχανικών μικροσυσκευών. Παραδείγματα MEMS που χρησιμοποιούνται ευρέως σε εφαρμογές.

Λέξεις-κλειδιά: Microelectronics Processing, Czochralski, CVD, PVD, PECVD, Plasma etching, Lithography, MEMS.

Παραδόσεις του μαθήματος με powerpoint, εκτεταμένη χρήση του e-class για επίλυση ασκήσεων, ερωτημάτων πολλαπλής επιλογής και παρουσίαση θεωρίας

Οργάνωση Διδασκαλίας

Δραστηριότητα

Φόρτος Εργασίας Εξαμήνου

Διαλέξεις

39

Μελέτη θεωρίας

27

Εκπόνηση μελέτης (project)

34

Συνολικός Φόρτος Εργασίας (ECTS Standards):

100 Ώρες

 

Γλώσσα αξιολόγησης είναι η Ελληνική.

Η αξιολόγηση περιλαμβάνει:

Τελική γραπτή εξέταση

Τέσσερα τεστ κατά τη διάρκεια του εξαμήνου

Δύο εργασίες για το σπίτι

Τα κριτήρια αξιολόγησης αναφέρονται ρητά στο eclass του μαθήματος: https://eclass.upatras.gr/courses/CMNG2103/ και στο φύλλο μαθήματος στον Οδηγό Σπουδών.

  1. Fundamentals of Microelectronics Processing. Hong. H. Lee. McGraw-Hill. ISBN-0-07100796-2
  2. Process Engineering Analysis in Semiconductor Device Fabrication. S.Middleman, A. Hochberg, McGraw-Hill, ISBN-0-07041853-5

Οι παρουσιάσεις των διαλέξεων υπάρχουν στο eclass