SYLABUS. Chemiczna obróbka metali i półprzewodników

Transkrypt

1 SYLABUS Nazwa przedmiotu Nazwa jednostki prowadzącej przedmiot Chemiczna obróbka metali i półprzewodników Wydział Matematyczno-Przyrodniczy Centrum Mikroelektroniki i Nanotechnologii Kod przedmiotu Studia Kierunek studiów Poziom kształcenia Forma studiów Inżynieria materiałowa studia pierwszego studia stacjonarne stopnia Rodzaj przedmiotu przedmiot specjalizacyjny Nanotechnologie i materiały nanokompozytowe Rok i semestr studiów III rok, semestr V Imię i nazwisko koordynatora przedmiotu dr Małgorzata Pociask-Biały Imię i nazwisko osoby prowadzącej ( osób prowadzących) zajęcia z przedmiotu dr Małgorzata Pociask-Biały wykład, ćwiczenia laboratoryjne Cele zajęć z przedmiotu 1. Zastosowanie materiałów półprzewodnikowych jako podzespołów układów elektronicznych i elektrotechnicznych, mikromaszyn i różnego rodzaju czujników. 2. Wytwarzanie materiałów półprzewodnikowych w połączeniu nanotechnologii i inżynierii materiałowej. 3. Rola metod chemicznej obróbki powierzchni i ich zastosowania czyli technik usuwania materiału trawienia poprzez litografię po metody polegające na tworzeniu nowych warstw: utlenianiu, epitaksji i metodach naparowania próżniowego. Program zajęć laboratoryjnych obejmuje osiem ćwiczeń o różnym stopniu trudności. Student pozna tu metodę galwanicznego osadzania miedzi, technikę fotolitografii, metodologię analizowania zmian własności transportowych nośników w próbkach tellurków kadmowortęciowych domieszkowanych różnymi rodzajami domieszek typu p i n po poddaniu ich niskoenergetycznemu trawieniu jonowemu Wymagania wstępne - znajomość praw rządzących przepływem prądu stałego oraz zmiennego, umiejętność ich stosowania, - umiejętność łączenia obwodów z prądem stałym według schematu, - znajomość podstawowej problematyki związanej z ochroną środowiska naturalnego w technikach inżynierii materiałowej, - umiejętność prowadzenia podstawowych działań matematycznych: rachunek różniczkowy, całkowy i analiza wektorowa; - znajomość zasady działania różnego typu uniwersalnych mierników analogowych oraz cyfrowych;

2 Efekty kształcenia Wiedza: ma uporządkowaną i podbudowana teoretycznie wiedzę ogólną w zakresie chemii i jej technicznych zastosowań w różnych obszarach techniki i technologii IM_W02 ma elementarną wiedzę z zakresu technologii wytwarzania nowoczesnych materiałów IM_W04 zna podstawowe metody, techniki, narzędzia i materiały do wytwarzania elementów urządzeń technicznych IM_W12 Wykłady 15 godzin Ćwiczenia laboratoryjne 30 godzin A. Problematyka wykładu Umiejętności: potrafi wybrać i zastosować podstawowe techniki laboratoryjne służące do rozwiązywania prostych problemów o charakterze praktycznym IM_U16 Kompetencje społeczne: rozumie odpowiedzialność za działania własne i innych osób IM_K04 Forma(y) zajęć, liczba realizowanych godzin Treści programowe LP. Treści merytoryczne przedmiotu LICZBA GODZIN 1. Obróbka cieplno-chemiczna i elektrochemiczna stali. Dysocjacja, adsorpcja, dyfuzja Metalizowanie dyfuzyjne. Obróbka elektrochemiczna. Bierna i czynna 3 ochrona przed korozją. Osadzanie elektrolityczne (galwaniczne). PVD (Physical Vapour Deposition) - fizyczne osadzanie z fazy gazowej). Osadzanie chemiczne (bezprądowe) Osadzanie konwersyjne. Zestalanie chemiczne. 2. Trawienie i pasywacja metali. Wytrawianie zanurzeniowe. Wytrawianie natryskowe 1 3. Chemiczne metody obróbki powierzchni półprzewodników oraz ich 2 zastosowania. 4. Litografia. Fotolitografia. Litografia Rentgenowska LIGA.Litografia elektronowa 2 5. Utlenianie tworzenie nowych warstw. Utlenianie suche, utlenianie mokre, oczyszczanie powierzchni półprzewodnika Nanoszenie cienkich warstw. Epitaksja z fazy gazowej: nasycanie dyfuzyjne CVD 3 (Chemical Vapour Deposition - chemiczne osadzanie z fazy gazowej) 7. Epitaksja z wiązek molekularnych MBE (Molecular Beam Epitaxy). 2 Suma godzin 15

3 Program laboratorium 1. Metody nanoszenia masek na powierzchnie niemetali i niepółprzewodników. 2. Wytrawianie detali o dowolnych kształtach otrzymywanych z folii i blach metalowych przy zastosowaniu fotolitografii. Projekt płytki dla budowy mini modułu fotowoltaicznego. 3. Utlenianie mokre. Oczyszczanie powierzchni metalu. 4. Osadzanie galwaniczne miedzi. 5. Trawienie suche. Modyfikacja własności elektrofizycznych heterostruktur n-hgcdte:in hodowanych metodą MBE 6. Oczyszczanie fotowoltaicznych polikrystalicznych elementów krzemowych. Łączenie krzemowych ogniw fotowoltaicznych w baterię na samodzielnie wytrawionej płytce. 7. Trawienie mokre. Trawienie chemiczne półprzewodników z grupy A2B6 na wybranych przykładach. Ćwiczenia rezerwowe: 8. Trawienie suche. Modyfikacja własności elektrofizycznych hetero struktur p-hgcdte:as hodowanych metodą MBE. 9. Własności transportowe struktur HgCdTe hodowanych metodą LPE i CVD na wybranych przykładach. Praca w 2 (lub 4) godzinnych cyklach w zespołach dwuosobowych. Suma godzin 30 Metody dydaktyczne Wykład, Ćwiczenia laboratoryjne, Sposób(y) i forma(y) zaliczenia Wykład uczestniczenie w wykładach (dopuszczalna 1 nieobecność). Egzamin pisemny w formie testu wyboru i uzupełnień. Egzamin poprawkowy w formie ustnej. Wykład kończy egzamin testowy, pisemny. Egzamin poprawkowy ustny. Warunkiem przystąpienia do egzaminu jest wcześniejsze zaliczenie laboratorium. Laboratorium ćwiczenia laboratoryjne: wykonanie pięciu (zgodnie z harmonogramem zajęć laboratoryjnych) ćwiczeń. Dla realizacji ćwiczeń zapewniony dostęp do komputera (uzgadnianie terminów z prowadzącym zajęcia, używanie licencjonowanego oprogramowania). Do zaliczenia sprawozdanie z wykonanego ćwiczenia przedstawiamy w wersji elektronicznej oraz w formie wydruku. Zaliczenie pracowni to zaliczenie wszystkich pięciu sprawozdań na ocenę pozytywną. Metody i kryteria oceny Zaliczenie przedmiotu potwierdzi stopień osiągnięcia przez studenta zakładanych efektów kształcenia. Weryfikacja osiąganych efektów kształcenia

4 kontrolowana jest na bieżąco w trakcie realizacji zajęć. Ocena uzyskana z zaliczenia przedmiotu pozwoli ocenić stopień osiągniętych efektów. Wykład aktywna dyskusja, - laboratorium zaliczenie z oceną, wykonanie sprawozdania z przeprowadzonego eksperymentu; praca w zespołach zgodnie z ustalonym harmonogramem. Studenci uczestniczący w zajęciach w trybie indywidualnego toku studiów ustalają harmonogram pracy w laboratorium indywidualnie. - ocenianie ciągłe, Środki dydaktyczne: laboratoryjne zestawy pomiarowe, uniwersalne mierniki cyfrowe. dost. (51-60)% pkt, +dost. (61-70)% pkt, dobry (71-80)% pkt, +dobry (81-90)% pkt, bardzo dobry (91-100)% pkt. Całkowity nakład pracy studenta potrzebny do osiągnięcia założonych efektów w godzinach oraz punktach Język wykładowy Praktyki zawodowe w ramach przedmiotu Literatura Aktywność Liczba godzin/ nakład pracy studenta wykład laboratorium 30 godz. przygotowanie do egzaminu 28 godz. udział w egzaminie 2 godz. przygotowanie do laboratorium wykonanie sprawozdań udział w konsultacjach 5 godz. SUMA GODZIN 110 LICZBA PUNKTÓW 4 liczba pkt w ramach zajęć wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli i studentów liczba pkt w ramach zajęć o charakterze praktycznym polski brak 50 godz./2 50 godz./2 Literatura podstawowa: [1]M. Kujawińska, T. Kozacki, M. Jóźwik, Zakład Techniki Optycznej, Instytut mikromechaniki i fotoniki, Wydział

5 Mechatroniki, Politechnika Warszawska, download/98.pdf ISBN [2]dr inż. Maria Gazda; Wydział Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej, Politechnika Gdańska; F_06_9.pdf, pdf [3]A. Górecka-Drzazga Micro and nano structurization of semiconductor surfaces Bulletin of the Polish Academy of sciences - Technical Sciences; Vol. 53, No. 4, 2005; [4]A. Górecka-Drzazga Obróbka plazmowa w mikroelektronice i mikromechanice Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki, Politechnika Wrocławska agd/obrobkaplazmowa.pdf [5]Aleksander Werbowy Techniki odwzorowywania kształtów w skali Nano (nanostruktury 2-D i 3-D), Zakład Przyrządów Mikroelektroniki i Nanoelektroniki, Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki Politechniki Warszawskiej Part4.pdf Podpis koordynatora przedmiotu Literatura uzupełniająca: [6]Thermal oxidation, Siliconfareast, oxidation.htm [7]C. Claeys, J. Vanhellemont, G. Declerck, J. Van Landuyt, R. Van Overstraeten, S. Amelinckx, VLSI Science and Technology/1984, K.E. Bean, G. Rozgoni, Eds., The Electrochemical Society, Pennington, 1984,p [8] VD.htm [9] t_mbe/mbechapter.html [10]Chemia dla inżynierów - podręcznik pod red. J. Banasia, W. Solarskiego, AGH Uczelniane Wyd.Nauk.- Dydakt., Kraków 2008 (wyd.uzupeł.i popr.) Podpis kierownika jednostki