Kursplan för Grunderna i mikro- och nanoteknologi

Kursplan fastställd 2021-02-26 av programansvarig (eller motsvarande).

Kursöversikt

  • Engelskt namnFundamentals of micro- and nanotechnology
  • KurskodFKA196
  • Omfattning7,5 Högskolepoäng
  • ÄgareMPNAT
  • UtbildningsnivåAvancerad nivå
  • HuvudområdeElektroteknik, Teknisk fysik
  • InstitutionMIKROTEKNOLOGI OCH NANOVETENSKAP
  • BetygsskalaTH - Mycket väl godkänd (5), Väl godkänd (4), Godkänd (3), Underkänd

Kurstillfälle 1

  • Undervisningsspråk Engelska
  • Anmälningskod 18121
  • Max antal deltagare90 (minst 10% av platserna reserveras för utbytesstudenter)
  • Blockschema
  • Sökbar för utbytesstudenterJa

Poängfördelning

0106 Tentamen 7,5 hp
Betygsskala: TH		7,5 hp
  • 23 Okt 2023 fm J
  • 03 Jan 2024 em J
  • Kontakta examinator

I program

Examinator

Gå till kurshemsidan (Öppnas i ny flik)

Behörighet

Grundläggande behörighet för avancerad nivå
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Särskild behörighet

Engelska 6
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Kursspecifika förkunskaper

Universitetsnivå generell fysik och matematik.

Syfte

Mikroelektronik har haft en enorm utveckling under de senaste tio åren som breddar tillämpningar i många riktningar. Branschen pushar ständigt kritiska enhetsdimensioner ner till nanometerskala.  Detta är inte möjligt utan utveckling av materialvetenskap och nanoprocessningssteknik. Ett stort antal sofistikerade instrument och metoder som byggts upp för att göra och karaktärisera mikro-och nanoskalaenheter har redan blivit en nödvändighet i praktiskt taget varje forskningsområde och högteknologisk industri. Det finns många växande tillämpningar inom telekommunikation, säkerhet, fotonik, optoelektronik, energi, mikrofluidik, sensorer, lagring av information, etc. som kräver pålitlig nanoteknik och verktyg. Ytterligare framsteg kräver ett kontinuerligt sökande efter nya material (t.ex. grafen ), nya fysikaliska principer (t.ex. spinntronik ) och avancerade metoder för tillverkning, bearbetning och karaktärisering av nanokomponenter (t.ex. fokuserad - jon fräsning, röntgen- och närafältslitografi).

Kursen syftar till att ge grundläggande kunskaper i modern mikro - och nanoprocessning (mönsteröverföring av olika litografitekniker, plasma- , värme- , och kemiska processer för etsning och modifiering av material, tunnfilm deponeringsmetoder), samt om karakteriseringsmetoder för att bedöma de resulterande material - och komponentegenskaperna. Dessutom kommer några exempel på grundläggande processteg för tillverkning av CMOS - transistorer, lysdioder, lasrar, mikro-elektromekaniska system och mikrofluidikanordningar beskrivas. Laborationer i renrummet vid MC2 kommer att visa hur utrustningar för tillverkning på nanoskala fungerar i verkligheten.

Lärandemål (efter fullgjord kurs ska studenten kunna)

  • Beskriva och ordna materialvetenskapliga aspekter och fysikaliska principer inom nanoteknik
  • Undersöka och belysa sambandet mellan bearbetning, materialstruktur, vilket egenskaper och prestanda för enheterna
  • Välja rätt material, deponeringsteknik och karakteriseringsmetod för en viss uppgift
  • Beskriva och bedöma fördelar och begränsningar av olika litografi-och tunnfilmsdeponeringstekniker;
  • Översiktligt förstå utvecklingen och beskriva de senaste trenderna inom nanoteknik
  • Presentera en kritisk sammanfattning av en ny och lovande nano-tillverkningsteknik eller produkt/komponent vid en studentkonferens
  • Förstå och beskriva de allmänna regler och säkerhetsrutiner som krävs för att arbeta i renrumsmiljö och med farliga kemikalier

Kursen ger en grund för fortsatta studier på grundnivå och avancerad nivå, för examensarbete, och ger en yrkesmässig förberedelse inom området nanoteknik.

Innehåll

Kärnan i kursen ägnas åt teori och praktik av mikro- och nano-tillverkningsmetoder, en av de viktigaste beståndsdelarna i den moderna Nanotekniken. Moderna mönster överföringstekniker som e-stråle- eller röntgenlitografi och olika tunnfilmsdeponeringsmetoder inklusive termisk-förångning, sputtring, kemisk-förångningsdeposition och epitaxi behandlas i denna kurs, med deras fysiska-och kemiska bakgrund. Tunnfilmbildning, filmstruktur och metoder för karakterisering förklarats, med särskild betoning på korrelation mellan deponeringsparametrar och resulterande materialegenskaper. Under föreläsningarna lär sig eleverna också vakuumsystem (inklusive system för drift och design) och fysikaliska processer i gaser. Dessutom blir några praktiska komponenter som CMOS-transistorer och lysdioder studerade i mer detalj.

Organisation

Kursen innehåller föreläsningar, flera demonstrationer och ett litteraturprojekt. Ett antal quiz-frågor ges för att fördjupa kunskapen som erhållits under föreläsningarna och att förbereda sig för quiz- baserade examen.

Litteratur

"Introduction to Microfabrication" by Sami Fransilla (ISBN 978-0-470-74983-8, Wiley). Denna bok är huvudbok för kursen (finns tillgänglig som Ebook på Chalmers). Dessutom kommer PPT föreläsningspresentationer att levereras elektroniskt före motsvarande föreläsningarna.

Som referenslitteratur kan även följande 2 böcker användas;  "Introduction to Microelectronic Fabrication" av R.C. Jaeger (Pearson Edu Ltd, London, ISBN 0-201-44494-7) liksom "The Materials Science of Thin Films" av M. Ohring (ISBN: 012524990x, 1992 finns som e-bok gratis via Chalmers bibliotek). Andra upplagan (ISBN 0125249756) kan också användas.

Examination inklusive obligatoriska moment

Quiz-baserad tentamen som vanligen omfattar 120-130 testfrågor, motsvarar 70% av hela kursresultatet. 20% kommer att ges för hemuppgifter. De sista 10% kommer att ges för ett litteraturprojekt och deltagande i laboratorieövningar.

Kursens examinator får examinera enstaka studenter på annat sätt än vad som anges ovan om särskilda skäl föreligger, till exempel om en student har ett beslut från Chalmers om pedagogiskt stöd på grund av funktionsnedsättning.