FYSS6405 Soveltava puolijohdefysiikka (5 op)

Avaa opintojakson esite Sisussa
Opinnon taso:
Syventävät opinnot
Arviointiasteikko:
0-5
Suorituskieli:
englanti, suomi
Vastuuorganisaatio:
Fysiikan laitos
Opetussuunnitelmakaudet:
2020-2021, 2021-2022, 2022-2023

Kuvaus

  • 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 mikroelektroniikan valmistus- ja karakterisointimenetelmät 

Osaamistavoitteet

Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa

  • nimetä ja selittää puolijohdefysiikan peruskäsitteet kuten energiavyömallin, eri varauksenkuljettajien tyypit, liikkuvuuden, energia-aukon ja Fermi-tason

  • esittää pn- ja metalli-puolijohde -liitoksen ominaisuudet (tasasuuntaus) ja laskea annettujen materiaaliparametrien (seostuskonsentraatio) perusteella sen sähköiset ominaisuudet

  • soveltaa ja johtaa pn-liitoksen ominaisuuksista bipolaaritransistorin toimintaperiaatteen ja ominaisuudet ja laskea transistorin sähköiset ominaisuudet

  • soveltaa ja johtaa metalli-oksidi-puolijohde (MOS) -rakenteen sähköiset ominaisuudet metalli-puolijohde -liitoksen ominaisuuksien perusteella ja laskea tämän perusteella MOSFET- transistorin sähköiset ominaisuudet

  • esitellä ja selittää puolijohdekomponenttien CMOS-valmistusprosessin tärkeimmät vaiheet sekä niissä käytettävät valmistusteknologiat

  • esitellä ja kommentoida integroitujen puolijohdekomponenttien tutkimuksen kehityksen nykytilaa (mm. Mooren laki) ja arvioida lähitulevaisuuden trendejä ja tehdä johtopäätöksiä kriittisimmistä tulevista kehitysaskelista 

Esitietojen kuvaus

FYSS6301 Elektroniikka, osa A

Oppimateriaalit

Luentomateriaali

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

Kuvaus:
Joka toinen vuosi.
Arviointiperusteet:
Vähintään puolet kokonaispisteistä, esimerkiksi tentti 80% ja harjoitustehtävät 20%.
Opetusajankohta:
Periodi 2
Valitaan kaikki merkityt osat

Tapa 2

Kuvaus:
Tämä suoritustapa on tarkoitettu opiskelijoille, joille suoritustapa 1 ei erityisistä syistä ole mahdollinen (esim. opetuskieli, asuminen muualla, suositus yksilöllisistä opintojärjestelyistä). Suoritustavasta on otettava yhteyttä opettajaan ennen kurssille ilmoittautumista.
Arviointiperusteet:
Tentti 100%
Valitaan kaikki merkityt osat
Suoritustapojen osat
x

Osallistuminen opetukseen (5 op)

Tyyppi:
Osallistuminen opetukseen
Arviointiasteikko:
0-5
Arviointiperusteet:
Vähintään puolet kokonaispisteistä, esimerkiksi tentti 80% ja harjoitustehtävät 20%.
Suorituskieli:
englanti, suomi
Työskentelytavat:

Luennot, harjoitustehtävät, laboratoriodemonstraatiot, tentti. 

Ei julkaistua opetusta
x

Itsenäinen työskentely (5 op)

Tyyppi:
Itsenäinen työskentely
Arviointiasteikko:
0-5
Arviointiperusteet:
Tentti
Suorituskieli:
englanti, suomi
Työskentelytavat:

Itsenäinen opiskelu ja tentti. 

Opetus