MCC086 Microelectronics lp1 ht20 (7,5 hp)

Kursen ges av institutionen för Mikroteknologi och nanovetenskap

Personal

Per Lundgren
	Funktion:	Kursansvarig, examinator, föreläsare
	E-Post:	per.lundgren@chalmers.se
	Telefon:	031-772 18 82
	Rum:	B509, MC2
Björn Hult
	Funktion:	Handledare
	E-Post:	bjornhu@chalmers.se
	Telefon:
	Rum:	B611, MC2
Marlene Bonmann
	Funktion:	Handledare
	E-Post:	marbonm@chalmers.se
	Telefon:
	Rum:	D621, MC2
Isabel Harrysson Rodrigues
	Funktion:	Handledare
	E-Post:	isabelr@chalmers.se
	Telefon:
	Rum:	D620, MC2
Ragnar Ferrand Drake Del Castillo
	Funktion:	Handledare
	E-Post:	ragnarf@chalmers.se
	Telefon:
	Rum:	B611, MC2

Alla sitter i byggnaden MC2 (Institutionen för mikroteknologi and nanovetenskap)

Kursens syfte

Kursen introducerar fysikalisk modellering av halvledarkomponenter. Huvudsyftet är dels att deltagarna ska utveckla och uppvisa förmåga att använda sina kunskaper i fysik och kretsteknik för att förklara de elektriska egenskaperna hos olika viktiga halvledarkomponenter, och dels att de efter kursen självständigt ska kunna använda grundläggande halvledarteknik för att konstruktivt bearbeta tekniska problemställningar som rör halvledarkomponenter.

Schema

TimeEdit

Kurslitteratur

Kjell Jeppson: Kurshäfte i Mikroelektronik, 2012

Sofia Rahiminejad: Microfabrication, 2014

Donald A. Neamen: Semiconductor Physics and Devices , McGraw-Hill (2012)

Alternativt kan man även använda t ex:

Robert F. Pierret: Semiconductor Device Fundamentals, Prentice Hall (1996)

Ben G. Streetman, Solid State Electronic Devices, Pearson (2016)

Det finns en gratisresurs som motsvarar en kursbok på nätet, men den passar inte lika bra (saknar somligt och går lite för djupt i fysiken):

Bart Van Zeghbroek, Principles of Electronic Devices, 2011

Kursens upplägg

Kursen är organiserad med ett större projekt kopplat till en tidig skriftlig inlämningsuppgift och en mätlaboration. Projektarbetet genomförs i tvåmannagrupper. De två delarna i själva projektet (diod respektive MOSFET) redovisas muntligt med skriftligt underlag och betygssätts. I slutet finns en skriftlig tentamen. Under kursens gång ges stöd i form av schemalagda handledningstillfällen, räkneövningar och föreläsningar. För varje kursavsnitt finns ett diagnostiskt självtest på kursens hemsida.

De första två veckorna behandlar grundläggande halvledaregenskaper som ledningsförmåga och fermistatistik på ett traditionellt sätt. Mätningar på dioder och transistorer ska göras för att samla in data till projektarbetet.

Läsvecka tre och fyra ägnas åt dioddelen av projektet, och under läsvecka fem och sex är fokus på MOSFET-projektdelen.

Läsvecka sju och åtta behandlar alternativa transistorstrukturer, såsom bipolärtransistorer och aktuella material från forskningsfronten och ger utrymme för repetition.

Förändringar sedan förra kurstillfället

Den huvudsakliga förändringen har varit att anpassa kursen för att kunna genomföras på distans i de delar där det är möjligt. Detta är delvis i linje med kursnämndens önskemål om mer inslag av typen flipped classroom.

Lärandemål

• visa så god förtrogenhet med grundläggande halvledarbegrepps betydelse och inbördes samband att man kan identifiera dessas tillämplighet för att föra rimliga resonemang kring kortfattade, tidigare obekanta problemställningar
• använda lämpliga argument för att motivera sitt val av design av en enklare halvledarkomponent med hänsyn taget till funktion, tillverkning och etiska överväganden kring dess tillämpning
• utföra elektriska mätningar (under tidbegränsning i mätlab) på dioder och transistorer och använda erhållna data för extraktion av modellparametrar
• muntligt redogöra för arbetsgången för att bestämma tillverkningsrelevanta parametrar i diod- och transistormodeller
• illustrera överensstämmelse mellan modell och mätdata genom att plotta i Excel eller MATLAB
• föra konstruktivt förenklade resonemang kring fundamentala beroenden för strömbegränsningen i en halvledarkomponent (t ex tillämpa 'räta linjens fysik'), där särskild vikt läggs vid modellering med avseende på tillverkningsrelaterade parametrar

Det är även möjligt att man kan:

• redogöra för huvudstegen i tillverkningsprocessen för halvledarkomponenter och integrerade kretsar
• göra rimliga antaganden och förenklingar i nya, realistiska problemställningar gällande halvledarkomponenter för att nå kvantitativt rimliga resultat med användande av referenslitteratur

Examination

Kursen består av tre delmoment som examineras var för sig. Slutbetyget sätts genom en sammanvägning av betyget på projektet och betyget på tentamen. Det kommer att ges möjlighet att erhålla bonuspoäng till tentamen i samband med muntliga projektredovisningar.

Den skriftliga tentamen består av tre delar. På första delen (uppgift 1) behövs inga hjälpmedel; den omfattar fem delproblem som representerar olika fundamentala delar av kursen. Dessa delproblem måste vara tillfredsställande behandlade för godkänt betyg och för att resten av tentamen ska bedömas. Uppgift 2 utgör den andra delen och den behandlar tillverkningsteknik.

Den tredje och avslutande delen innehåller tre beräkningsuppgifter som förutsätter tillgång till och god förtrogenhet med referenslitteratur (kurshäfte och kursbok).

Länk till kursplanen i Studieportalen.