FYSS6405 Soveltava puolijohdefysiikka (5 op)
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
Tapa 2
Osallistuminen opetukseen (5 op)
Luennot, harjoitustehtävät, laboratoriodemonstraatiot, tentti.
Opetus
5.9.–19.10.2022 Luento-opetus
Itsenäinen työskentely (5 op)
Itsenäinen opiskelu ja tentti.