OBJETIVOS: Proporcionar a los estudiantes de Física una formación especializada en Dispositivos Electrónicos, con el fin de que puedan entender sus fundamentos físicos y tecnológicos. Se orientará la asignatura hacia el diseño de estos dispositivos como elementos de circuito y de otros componentes relacionados con ellos, como es el caso de numerosos sensores, y también al uso de estos dispositivos como soporte para la experimentación en propiedades físicas de la materia, especialmente a bajas temperaturas y en nanoestructuras.

PROGRAMA DE TEORÍA:

1.- Procesos de Fabricación de Dispositivos Electrónicos

Crecimiento de Cristales. Impurificación. Oxidación. Grabado. Deposición de películas aislantes y metálicas.

2.- Homouniones

La unión p-n. Revisión de conceptos. Efectos de segundo orden en uniones p-n

3.- Heterouniones

Semiconductores compuestos y aleaciones. Revisión de conceptos. Heterounión semiconductor-semiconductor. Unión Metal-Semiconductor. Unión Aislante-Semiconductor. La estructura MIS.

4.- Diodos y Dispositivos Relacionados

Diodos de unión. Características. Terminaciones. Fabricación. Diodos Schottky. Características. Fabricación. Diodos Zener. Diodos túnel. Fotodiodos

5.- El MOSFET

Revisión de conceptos: Estructura, operación y modelos simples. Conducción subumbral. Efectos de canal corto. DIBL. Otros efectos. El MOSFET en ULSI. Procesos específicos. Dificultades tecnológicas. Modelización avanzada del MOSFET. Subbandas de energía. Transporte.

6.- Otros dispositivos en tecnología MOS.

Tecnología SOI. Dispositivos especiales de Memoria. Sensores FET. Aplicaciones. CCDs. Aplicaciones en sensores de imágenes. El MOSFET de Potencia

7.- Otros Transistores FET.

El MESFET y el JFET. El HFET. Aplicaciones en monitores de vídeo delgados.

8.- Transistores Bipolares de Unión

Revisión de conceptos. Operación y Modelos básicos. Efectos de segundo orden en el BJT.

9.- Otros transistores bipolares

El HBT. Campos de aplicación. El IGBT. Aplicaciones en Electrónica de Potencia.

10.- Fabricación de Circuitos Integrados.

Conceptos generales en fabricación de C.I. de Si. Fabricación de C.I. con semiconductores compuestos. Microsistemas con tecnología de semiconductores. Microactuadores.

PROGRAMA DE PRÁCTICAS:

• Ejercicios prácticos y problemas correspondientes a los distintos temas del programa de teoría
• Medida de curvas características de diodos y transistores en condiciones estáticas y en conmutación
• Simulación por ordenador del comportamiento de diversos dispositivos electrónicos. Obtención de las distribuciones de campo eléctrico y potencial y de las concentraciones de portadores en diferentes condiciones de operación.

BIBLIOGRAFÍA:

• B. G. Streetman, S. Banerjee, "Solid State Electronic Devices", 5ª Ed., Prentice-Hall (New Jersey), 2000.
• K. Hess, "Advanced Theory of Semiconductor Devices", IEEE Press, 2000.
• Y.Tsividis, "Operation and Modeling of the MOS Transistor", 2ª Ed., McGraw-Hill (Singapur), 1999.
• B.J.Baliga, "Power Semiconductor Devices", PWS Publishing Company (Boston), 1996
• C.Y.Chang y S.M.Sze, "ULSI Technology", McGraw-Hill (New York), 1996.

EVALUACIÓN:

• Trabajos prácticos encargados individualmente a cada alumno. (40%)
• Realización de las Prácticas de Laboratorio y de Simulación por Ordenador tuteladas (20%)
• Examen escrito sobre conceptos fundamentales del programa de teoría. (40%)