bakalářská práce

Analýza bipolárních tranzistorů s izolovaným hradlem

Text práce 4.17 MB

Autor práce: Ing. Juraj Karlovský

Ak. rok: 2015/2016

Vedoucí: doc. Ing. Petr Bábor, Ph.D.

Oponent: Ing. Josef Polčák, Ph.D.

Abstrakt:

Táto práca sa zaoberá výberom a optimalizáciou vhodných analytických metód pre charakte-rizáciu TIGBT (Trench Insulated Gate Bipolar Transistor, bipolárny tranzistor s izolovaným trench hradlom) štruktúr s použitím metód zobrazujúcich materiálové zloženie vzoriek. V teo-retickej časti sú popísané princípy použitých analytických metód a základné princípy činnosti študovaných TIGBT tranzistorov. Praktická časť sa zaoberá metodikou merania, následným spracovaním a vyhodnotením výsledkov meraní a návrhom optimálnych postupov meraní.

Klíčová slova:

TIGBT, IGBT, SEM (skenovací elektrónový mikroskop), EBIC (Electron Beam Induced Current) TOF–SIMS (Time of Flight Secondary Ion Mass Spectroscopy), kolektor, emitor, báza, trench, zdroj, hradlo, oxid.

Termín obhajoby

22.06.2016

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znamkaAznamka

Klasifikace

A

Jazyk práce

slovenština

Fakulta

Fakulta strojního inženýrství

Ústav

Ústav fyzikálního inženýrství

Studijní program

Aplikované vědy v inženýrství (B3A-P)

Studijní obor

Fyzikální inženýrství a nanotechnologie (B-FIN)

Složení komise

prof. RNDr. Tomáš Šikola, CSc. (předseda)
prof. RNDr. Miroslav Liška, DrSc. (místopředseda)
prof. RNDr. Bohumila Lencová, CSc. (člen)
prof. RNDr. Petr Dub, CSc. (člen)
prof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Jiří Spousta, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Ivan Křupka, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Pavel Zemánek, Ph.D. (člen)
RNDr. Antonín Fejfar, CSc. (člen)
doc. Ing. Radek Kalousek, Ph.D. (člen)

Posudek vedoucího
doc. Ing. Petr Bábor, Ph.D.

Cílem této práce bylo pomoci firmě On Semiconductor v oblasti diagnostiky polovodičových součástek a řešit aktuální výrobní problémy s využitím infrastruktury CEITEC Nano. Diplomant se musel naučit ovládat zařízení pro metodu SIMS a SEM-EBIC a následně analyzovat vzorky dodané firmou On Semiconductor. Vzhledem k velkému počtu vzorků byly některé analýzy prováděny ve spolupráci s Michalem Potočkem. Výsledky měření metalických vrstev a terminačních struktur tzv. P-ringů jsou diskutovány. V práci je také podrobně popsána teorie související s výkonovými tranzistory typu TIGBT se zaměřením na metalické vrstvy a P-ringy. Autorova práce související s metodou EBIC byla finančně podpořena z fondu projektu AMISPEC. Vzhledem k dosaženým výsledkům a aktivní práci autora navrhuji práci hodnotit stupněm A.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosažené vysledky a vyvozovat z nich závěry B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu B

Známka navržená vedoucím: A

Posudek oponenta
Ing. Josef Polčák, Ph.D.

Student se v rešeršní části práce zabývá především IGBT tranzistory z nichž vychází koncepce TIGBT. Detailně vysvětluje princip jejich činnosti a srovnává jejich vlastnosti s jinými typy tranzistorů jako jsou MOSFET a bipolární tranzistory. V další části popisuje metody TOF-SIMS a EBIC, které byly použity k analýze TIGBT tranzistorů a výkonových diod. Experimenty jsou rozděleny do dvou částí – první obsahuje velké množství TOF-SIMS 3D profilů z nichž lze porovnat vlastnosti metalizovaných vrstev připravených oběma přístroji. Zde bych autorovi vyknul nadměrně velký počet obrázků (celá práce má celkem 97 obrázků), který je na úkor přehlednosti. V druhé části byly analyzovány okrajové oblasti čipů s výkonovými diodami metodou EBIC. Práce je poměrně obsáhlá s dobrým uspořádáním jednotlivých kapitol. Student si osvojil práci na zařízeních TOF-SIMS5 a Lyra3, kde provedl značné množství experimentů. Zejména u metody EBIC musel vyřešit jak nakontaktovat správné místo na čipu použitím metod FIB a GIS. Z mého pohledu student splnil všechny body zadání bakalářské práce a doporučuji tuto práci k veřejné obhajobě.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosaž. vysledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací B
Otázky k obhajobě:
  1. Které zařízení na pokovování bylo doposud používáno a které je „to nové“?
  2. Jak byly určeny hloubky v tabulce 3?
  3. Uveďte typ běžně vyráběného TIGBT tranzistoru firmou On Semiconductor a jeho parametry.

Známka navržená oponentem: A

Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová