CAS - Conceptos Avanzados de Semiconductores

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1 Unidad responsable: ETSETB - Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Telecomunicación de Barcelona Unidad que imparte: EEL - Departamento de Ingeniería Electrónica Curso: Créditos: Idiomas docencia: Catalán, Castellano, Inglés Profesorado Responsable: Otros: JUAN MIGUEL LOPEZ GONZALEZ JUAN MIGUEL LOPEZ GONZALEZ - PABLO RAFAEL ORTEGA VILLASCLARAS - CRISTOBAL VOZ SANCHEZ Capacidades previas Conocimientos básicos de física y electrónica, en particular en dispositivos electrónicos semiconductores Requisitos Metodologías docentes El proceso metodológico seguido consta de tres etapas: 1. Exposición de conocimientos y guía-resumen 2. Presentación de actividades y realización de esas actividades por el estudiante 3. Presentación de resultados y discusión Objetivos de aprendizaje de la asignatura Estudiar conceptos avanzados de semiconductores nano y microelectrónicos. Relacionar la física de los dispositivos con sus modelos compactos y su caracterización eléctrica. Dispositivos semiconductores optoelectrónicos. Estudiar características básicas de dispositivos con semiconductores amorfos y orgánicos. 1 / 9

2 Contenidos 1. Simulador de dispositivos ATLAS 2. Herramienta gráfica de visulaización TONYPLOT 3. Ecuaciones de los semiconductores en ATLAS 4. Teoría de bandas en semiconductores en ATLAS 5. Parámetros de las bandas de energía en ATLAS 6. Parámetros de los materiales en ATLAS 7. Geometría y materiales de los transistores en ATLAS 8. Caracterización eléctrica de dispositivos semiconductores con IC-CAP 9. Modelos analíticos de transistores 2 / 9

3 10. Modelos compactos de transistores en IC-CAP 11. Introducción a la optoelectrónica y PC-1D 12. Dispositivos detectores de luz 13. Fotodiodos y fototransistores 14. Células solares con PC-1D y módulos fotovoltaicos 15. Diodos LEDs y lasers 16. Semiconductores amorfos y microcristalinos 17. Propiedades ópticas y eléctricas de semiconductores amorfos y microcristalinos 18. Dispositivos electrónicos en capa fina 3 / 9

4 19. Semiconductores y dispositivos orgánicos 20. Dispositivos electrónicos orgánicos PRÁCTICAS 1. Descripción y simulación de un dispositivo semiconductor (transistor bipolar) con ATLAS: enrejador, materiales, ecuaciones, condiciones de contorno y métodos de resolución 2. Extracción de parámetros y modelado de un dispositivo semiconductor (transistor bipolar) amb IC-CAP 3. PC-1D simulación de una célula solar 20. Visita al laboratorio de fabricación de dispositivos del Grupo de Micro y Nano Tecnologías y demostración de los dispositivos 4 / 9

5 Planificación de contenidos Semana: 1 Contenido: 1. Simulador de dispositivos ATLAS Contenido: 2. Herramienta gráfica de visulaización TONYPLOT Semana: 2 Contenido: 3. Ecuaciones de los semiconductores en ATLAS Semana: 3 Contenido: 4. Teoría de bandas en semiconductores en ATLAS Contenido: 5. Parámetros de las bandas de energía en ATLAS 5 / 9

6 Semana: 4 Contenido: 6. Parámetros de los materiales en ATLAS Semana: 5 Contenido: 7. Geometría y materiales de los transistores en ATLAS Semana: 6 Contenido: 8. Caracterización eléctrica de dispositivos semiconductores con IC-CAP Trabajo autónomo (no presencial) 3h Contenido: 9. Modelos analíticos de transistores Clases teóricas 2h Semana: 7 Contenido: 10. Modelos compactos de transistores en IC-CAP Trabajo autónomo (no presencial) 3h 6 / 9

7 Semana: 8 Contenido: 11. Introducción a la optoelectrónica y PC-1D Semana: 9 Contenido: 12. Dispositivos detectores de luz Contenido: 13. Fotodiodos y fototransistores Semana: 10 Contenido: 14. Células solares con PC-1D y módulos fotovoltaicos Semana: 11 Contenido: 15. Diodos LEDs y lasers 7 / 9

8 Semana: 12 Contenido: 16. Semiconductores amorfos y microcristalinos Contenido: 17. Propiedades ópticas y eléctricas de semiconductores amorfos y microcristalinos Semana: 13 Contenido: 18. Dispositivos electrónicos en capa fina Semana: 14 Contenido: 19. Semiconductores y dispositivos orgánicos Clases de laboratorio 2h Trabajo autónomo (no presencial) 3h Contenido: 20. Visita al laboratorio de fabricación de dispositivos del Grupo de Micro y Nano Tecnologías y demostración de los dispositivos Clases prácticas 4h Clases teóricas 2h Sistema de calificación Resultados de actividades: 60 % Resentación de resultados y discusión: 40 % 8 / 9

9 Normas de realización de las actividades Bibliografía Básica: Lundstrom, M. Fundamentals of carrier transport. 2nd ed. Cambridge (UK) [etc.]: Cambridge University Press, ISBN Roblin, P.; Rohdin, H. High-speed heterostructure devices: from device concepts to circuit modeling. Cambridge, UK: Cambridge University Press, ISBN López González, J.M. El transistor bipolar de heterounión: física, electrónica y microondas [en línea]. Barcelona: Edicions UPC, 2002 [Consulta: 23/11/2011]. Disponible a: < ISBN Wood, D. Optoelectronic semiconductor devices. New York [etc.]: Prentice Hall, ISBN Street, R.A. Technology and applications of amorphous silicon. Berlin [etc.]: Springer, ISBN Brütting, W.P. (ed.). Physics of organic semiconductors. Weinheim: Wiley-VCH, ISBN X. Atlas user's manual: device simulation software [en línea]. 7th ed. Santa Clara, CA: Silvaco International, 2000 [Consulta: 23/11/2011]. Disponible a: < Sischka, F. IC-CAP modeling handbook [en línea]. Munich: Agilent Technologies, 2002 [Consulta: 29/05/2014]. Disponible a: < Complementaria: Datta, S. Quantum transport: atom to transistor. Cambridge, UK ; New York: Cambridge University Press, ISBN Prat Viñas, L.; Calderer Cardona, J. Dispositius electrònics i fotònics: fonaments [en línea]. 2a ed. Barcelona: Edicions UPC, 2006 [Consulta: 23/11/2011]. Disponible a: < ISBN Otros recursos: Apuntes del profesor / 9

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