Fizyka międzypowierzchni i zjawisk kontaktowych 0800-FMZK

Celem wykładu będzie zapoznanie studenta z podstawowymi właściwościami materiałów półprzewodnikowych. Wykład będzie również miał na celu usystematyzowanie wiedzy w szybko rozwijających się obecnie dziedzinach, jakimi są nowe techniki i technologie wytwarzania elementów czy układów mikroelektronicznych. W trakcie wykładu szczególna uwaga zostanie zwrócona na zarysowanie zagadnień związanych z wytwarzaniem przyrządów półprzewodnikowych. W ramach wykładu studenci zapoznają się z budową, zasadą działania i parametrami kilku podstawowych struktur półprzewodnikowych, takich jak: diody, fotodiody, ogniwa słoneczne, termistory, rezystory jak również tranzystory bipolarne oraz tranzystory polowe ze złączem p-n. Wiedza nabyta przez studentów w trakcie wykładu i prowadzonych równolegle ćwiczeń rachunkowych powinna umożliwić zrozumienie zagadnień prezentowanych w ramach kolejnych zajęć na temat układów mikroelektronicznych. Treści zawarte w proponowanym wykładzie, w połączeniu z ćwiczeniami rachunkowymi będą pomocne w zrozumieniu zjawisk zachodzących w mikroświecie struktur półprzewodnikowych. Dodatkowo celem wykładu będzie przedstawienie podstawowych zjawisk fizycznych, które są wykorzystywane w technologiach mikroelektronicznych. Ponadto celem będzie także przedstawienie wybranych procedur, które pozwalają na świadome i celowe modyfikowanie własności ciała stałego (półprzewodnika) w celu wytworzenia określonych struktur półprzewodnikowych, czy wybranych fragmentów układów mikroelektronicznych. Możliwość kształtowania pożądanych właściwości materiałów mikroelektronicznych wiąże się z koniecznością znajomości zjawisk fizycznych, które legły u podstaw różnych technik oddziaływania na strukturę i własności ciał stałych.
W ramach wykładu omówione zostaną podstawowe własności fizyczne materiałów półprzewodnikowych, ze szczególnym zwróceniem uwagi na opis półprzewodnika w stanie równowagi termodynamicznej, transport nośników, przewodnictwo, rekombinacja, pułapkowanie oraz dyfuzja nośników. Duża część wykładu poświęcona będzie na przedstawienie zjawisk zachodzących w złączu p-n, które jest podstawowym „elementem konstrukcyjnym” większości układów mikroelektronicznych. Nie mniej istotnym elementem struktur półprzewodnikowych jest złącze metal-półprzewodnik oraz struktura MIS. Kolejny fragment wykładu będzie przedstawić pracę oraz charakterystyki i parametry diody półprzewodnikowej, prostowniczej, waraktorowej, przełączającej, stabilizacyjnej, tunelowej, luminescencyjnej, referencyjnej, fotodiody, ogniwa słonecznego, termistora, rezystora jak również tranzystora bipolarnego oraz tranzystora polowego ze złączem p-n. W końcowej części wykładu prezentowane będzie zjawisko piezorezystancyjne w półprzewodnikach oraz zmiany własności półprzewodników typu n i typu p pod wpływem oddziaływania mechanicznego.
Celem ćwiczeń będzie natomiast nabycie umiejętności posługiwania się specyficznymi wielkościami charakteryzującymi materiały półprzewodnikowe oraz zapoznanie studentów z metodami obliczania podstawowych parametrów materiałów półprzewodnikowych, złącz p-n, diod, tranzystorów bipolarnych i polowych. W trakcie zajęć studenci nabędą ogólną orientację w zakresie wartości wielkości fizycznych spotykanych w materiałach i układach mikroelektronicznych. Ważnym celem ćwiczeń jest również nabrania sprawności rachunkowej. W czasie ćwiczeń studenci nabędą umiejętności w operowaniu pojęciami i zależnościami prezentowanymi na wykładzie.