FYSS6405 Soveltava puolijohdefysiikka (5 op)
Opinnon taso:
Syventävät opinnot
Arviointiasteikko:
0-5
Suorituskieli:
englanti, suomi
Vastuuorganisaatio:
Fysiikan laitos
Opetussuunnitelmakaudet:
2017-2018, 2018-2019, 2019-2020
Kuvaus
Sisältö
Varauksenkuljettajat puolijohteissa, energiavyömalli, Fermi-taso, tilatiheys; varauksenkuljettajien liike, ajautuminen ja diffuusio, varauksenkuljettajien terminen generoituminen; pn-liitos ja metalli-puolijohde -liitos; bipolaaritransistori ja sen ominaisuudet ja toiminta; MOS-kondensaattorirakenne; MOS-transistori ja sen ominaisuudet ja toiminta; CMOS-teknologia ja IC-piirit; IC-piirien prosessointi, tärkeimmät valmistus- ja karakterisointitekniikat
Suoritustavat
Harjoitustehtävät, tentti
Arviointiperusteet
Opintojakson arvosana määräytyy harjoitustehtävien (20 %) ja tentin (80 %) perusteella.
Osaamistavoitteet
Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa nimetä ja selittää puolijohdefysiikan peruskäsitteet kuten energiavyömallin, eri varauksenkuljettajien tyypit, liikkuvuuden, energia-aukon ja Fermi-tason. Opiskelija osaa esittää pn- ja metalli-puolijohde -liitoksen ominaisuudet (tasasuuntaus) ja laskea annettujen materiaaliparametrien (douppauskonsentraatio) perusteella sen sähköiset ominaisuudet sekä soveltaa ja johtaa pn-liitoksen ominaisuuksista bipolaaritransistorin toimintaperiaatteen ja ominaisuudet ja laskea transistorin sähköiset ominaisuudet. Opiskelija osaa soveltaa ja johtaa metalli-oksidi-puolijohde (MOS) -rakenteen sähköiset ominaisuudet metalli-puolijohde -liitoksen ominaisuuksien perusteella ja laskea tämän perusteella MOSFET-transistorin sähköiset ominaisuudet. Hän osaa esitellä ja selittää puolijohdekomponenttien CMOS-valmistusprosessin tärkeimmät vaiheet sekä niissä käytettävät valmistusteknologiat. Hän osaa myös esitellä ja kommentoida integroitujen puolijohdekomponenttien kehityksen nykytilaa ja arvioida lähitulevaisuuden trendejä ja tehdä johtopäätöksiä kriittisimmistä vaadittavista kehitysaskelista Mooren lain ylläpitämiseksi.
Lisätietoja
Ajankohta syyslukukauden 2. periodi, joka toinen vuosi alkaen syksy 2018.
Esitietojen kuvaus
Opiskelijan oletetaan saavuttaneen opinjaksoilla Elektroniikka (FYSS6301, FYSS6302) ja Materiaalifysiikka (FYSS4300) asetetut tavoitteet osaamiselle.
Kirjallisuus
- Chenming Calvin Hu, Modern Semiconductor Devices for Integrated Circuits, ISBN 978-0-13-608525-6; ISBN: 978-0-13-608525-6
Suoritustavat
Tapa 1
Valitaan kaikki merkityt osat
Suoritustapojen osat
x
Osallistuminen opetukseen (5 op)
Tyyppi:
Osallistuminen opetukseen
Arviointiasteikko:
0-5
Suorituskieli:
englanti, suomi