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MÁSTER DE INSTRUMENTACIÓN EN FÍSICA. CURSO 2013-2014
Asignatura: CARACTERIZACION DE SEMICONDUCTORES
Guía docente
Tipo de asignatura (básica, obligatoria u optativa) : Optativa
Créditos ECTS: 2 ECTS
Competencias que contribuye a desarrollar:
Capacidad de realizar tareas de investigación supervisadas en el área de análisis y
caracterización en electrónica.
Capacidad para buscar eficazmente y leer críticamente información y bibliografía
básica sobre electrónica y comunicaciones.
Capacidad para integrar la información y los conocimientos necesarios para resolver
problemas en el ámbito de la electrónica
Capacidad para utilizar software específico para analizar dispositivos y circuitos
Capacidad para realizar medidas experimentales sobre materiales, dispositivos y
circuitos, y correlacionarlos con los modelos físicos.
Capacidad para manejar instrumentación, aplicar técnicas de caracterización y extraer
parámetros relevantes que caracterizan materiales, dispositivos y circuitos
electrónicos.
Objetivos – Resultados de aprendizaje:
El conocimiento y medida de defectos en los materiales utilizados en los circuitos
integrados de muy alta escala de integración (ULSI) es de gran importancia para los
continuos avances de la tecnología microelectrónica. Para su estudio se requiere un
conocimiento profundo de la estructura, propiedades, naturaleza e interacciones de
los materiales y procesos tecnológicos de fabricación. En esta asignatura se analizan
todos estos aspectos tanto desde un punto de vista teórico como experimental.
Contenidos:
PROGRAMA DE TEORÍA (1 CRÉDITO)
EFECTOS DE LOS DEFECTOS Y TRAMPAS EN SEMICONDUCTORES SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LOS DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS.
DISPOSITIVOS BÁSICOS DE CARACTERIZACIÓN ELÉCTRICA DE SEMICONDUCTORES.
TÉCNICAS INSTRUMENTALES DE CARACTERIZACIÓN DE DISPOSITIVOS
ELECTRÓNICOS:
FUNDAMENTOS FÍSICOS.
METODOLOGÍA DE MEDIDA.
DESCRIPCIÓN DE LAS PRINCIPALES TÉCNICAS DE CARACTERIZACIÓN
ELÉCTRICA.
PROGRAMA DE prácticas (1 CRÉDITO)
MEDIDA DE ENERGÍA, CONCENTRACIONES Y PERFILES DE CONCENTRACIÓN DE
CENTROS PROFUNDOS EN SUSTRATOS DE CÉLULAS SOLARES.
ESTUDIO POR deep level transient spectroscopy (DLTS) Y TRANSITORIOS DE
CONDUCTANCIA DE TRAMPAS EN LA INTERFACE Y DEFECTOS EN EL VOLUMEN DEL
DIELÉCTRICO EN ESTRUCTURAS METAL-AISLANTE-SEMICONDUCTOR.
Principios metodológicos – métodos docentes:
En esta asignatura se realiza el estudio de las técnicas instrumentales de
caracterización de dispositivos electrónicos: Sus fundamentos físicos, la metodología
empleada para la realización de medidas experimentales y las principales técnicas de
caracterización eléctrica de defectos en semiconductores. Los resultados
experimentales serán correlacionados con los efectos de dichos defectos y trampas
sobre las propiedades de los dispositivos electrónicos.
Mediante la utilización de dispositivos electrónicos básicos tales como uniones
bipolares o estructuras metal-aislante-semiconductor se realizarán medidas de:
-
-
Energía, concentraciones y perfiles de concentración de centros profundos en
uniones bipolares.
Estudio por DLTS y transitorios de conductancia de trampas en la interface y
defectos en el volumen del dieléctrico en estructuras metal-aislantesemiconductor.
Criterios y sistemas de evaluación:
Se evaluarán tanto los conocimientos adquiridos desde el punto de vista científico
como las habilidades conseguidas en la utilización de las técnicas experimentales de
caracterización de semiconductores:
-
50 % Contenidos teóricos
50 % Trabajos prácticos
ACTIVIDAD DOCENTE
SESIÓN
Sesión 1
ACTIVIDAD
Presentación
Laboratorio: Instrumentos de Medida
Sesión 2
Sesión teórica 1
Práctica 1
Sesión 3
Sesión teórica 2
Elaboración informe práctica 1
Sesión 4
Sesión teórica 3
Práctica 2
Sesión 5
Sesión teórica 4
Elaboración informe práctica 2
Sesión 6
Sesión teórica 5
Práctica 3
Sesión 7
Sesión teórica 6
Elaboración informe práctica 3
Sesión 8
Presentaciones orales
Cuestionario de evaluación
Prácticas de Laboratorio (Laboratorio de caracterización, Dpto. Electrónica):
Práctica1: Obtención de las características C-V a varias frecuencias y temperaturas.
Práctica2: Realización de una DLTS.
Práctica3: Obtención de transitorios de conductancia y banda plana.
Sesiones Teóricas (Seminario 13, Dpto. Electrónica):
Introducción: Instrumentación electrónica para la caracterización de materiales y
dispositivos semiconductores.
Sesión 1: Comportamiento capacitivo de la estructura metal aislante semiconductor
(MIS).
Sesión 2: Dieléctricos de alta permitividad.
Sesión 3: Caracterización de centros profundos en semiconductores
Sesión 4: Caracterización de estados superficiales y defectos en el aislante en
estructuras MIS: técnicas estándar.
Sesión 5: Técnica de Transitorios de Conductancia.
Sesión 6: Análisis de los Transitorios de Banda Plana.
Presentaciones Orales (Seminario 13, Dpto. Electrónica):
Presentación oral de las tres prácticas realizadas, con una breve introducción teórica
para cada una de ellas.
Recursos de aprendizaje y apoyo tutorial
Utilización de los recursos del Laboratorio de Caracterización del Departamento
de Electricidad y Electrónica en la ETSI de Telecomunicación.
Tutorías de los profesores de la asignatura: Helena Castán Lanaspa,
[email protected]. Salvador Dueñas Carazo, [email protected]. Ambos
profesores pertenecen al departamento de Electricidad y Electrónica (Área de
Electrónica), y son miembros del Grupo de Investigación Reconocido (GIR): Grupo
de caracterización de materiales y dispositivos electrónicos (GCME)
Recursos bibliográficos de las Bibliotecas de:
Departamento de Electricidad y Electrónica
ETSI de Telecomunicación
ETSI de Informática,
Facultad de Ciencias
Idioma en que se imparte
Se imparte en español.
Los artículos científicos y la bibliografía están en inglés.