Semicondutores e Dispositivos

Código:

F4029

Sigla:

F4029

Nível:

400

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Física

Ocorrência: 2019/2020 - 2S

Ativa?	Sim
Página Web:	- https://moodle.up.pt/course/view.php?id=338
Unidade Responsável:	Departamento de Física e Astronomia
Curso/CE Responsável:	Mestrado em Física

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
M:F	1	Plano de Estudos Oficial	1	-	6	42	162
MI:EF	5	Plano estudos a partir do ano letivo 2017/18	4	-	6	42	162

Língua de trabalho

Português - Suitable for English-speaking students

Objetivos

Compreender:
i) os princípios físicos dos semicondutores e seus processos de condução;
ii) os princípios físicos dos dispositivos semicondutores e a sua tecnologia de fabrico;
iii) aspetos teóricos e práticos dos principais passos na fabricação de dispositivos semicondutores.

Resultados de aprendizagem e competências

Após a conclusão do CE, o estudante deverá ser capaz de:

O1. Conhecimento e compreensão: compreender os princípios físicos dos semicondutores e seus dispositivos; compreender os processos de condução, a tecnologia de fabrico e de fabricação de dispositivos semicondutores.

O2. Aplicação de conhecimentos e compreensão:
     
     a) entender a teoria de bandas, descrever e distinguir as estruturas de bandas de metais, isoladores e semicondutores;

     b) aplicar os métodos estatísticos nos processos de transporte e densidade de portadores em semicondutores cristalinos;

     c) compreender os princípios físicos, as propriedades e o funcionamento dos díodos de junção pn e os conceitos básicos de operação dos FET e MOSFET;

     d) compreender as modificações estruturais e químicas de nano-cristais semicondutores;

     e) compreender os princípios de fabricação de dispositivos semicondutores e suas aplicações.

O3. Formulação de juízos: ter capacidade em usar espírito crítico na resolução de exercícios.

O4. Competências de aprendizagem: ter capacidade em estudar autonomamente, acedendo a conteúdos didáticos disponibilizados na plataforma Moodle da UP.

Modo de trabalho

B-learning

Programa

1. 
   
   Física dos semicondutores.
   
   


2. 
   
   Bandas de energia e concentração de portadores de carga.
   
   


3. 
   
   Fenómenos de transporte dos portadores de carga.
   
   


4. 
   
   Semicondutores intrínsecos e extrínsecos.
   
   


5. 
   
   Semicondutores degenerados e não degenerados.
   
   


6. Modificações estruturais e químicas de nano-cristais semicondutores.


7. 
   
   Díodos. Junção p-n.
   
   


8. 
   
   Dispositivos unipolares e bipolares.
   
   


9. 
   
   Transístores. FET, NFET e PFET.
   
   


10. 
    
    Os MOSFET.
    
    


11. 
    
    Processos de crescimento de monocristais: “Czochralski” e "float zone".
    
    


12. 
    
    Processos de "cleaning, texturing and etching".
    
    


13. Aplicações.

Bibliografia Obrigatória

Anderson, B., Anderson, R.; Fundamentals of Semiconductor Devices, McGraw-Hill, 2005
Davies, J.; The Physics of Low-dimensional Semiconductors: An Introduction, Cambridge University Press, 2000
Lutz, J., Schlangenotto, H.; Lutz, Semiconductor Power Devices: Physics, Characteristics, Reliability., Springer-Verlag, 2011
Bar-Lev, A.; Semiconductors and Electronic Devices, Prentice-Hall, 1993
Seixas, T. M.; Course Notes in Semiconductors and Devices, 2016
Victor I. Klimov; Semiconductor and Metal Nanocrystals: Synthesis and Electronic and Optical Properties

Bibliografia Complementar

Matthew D. McCluskey; Dopants and Defects in Semiconductors, Taylor & Francis Group , 2018

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

 

Blended-learning.

O conteúdo programático será apresentado nas aulas teóricas (T), de forma essencialmente expositiva, com PP, sendo realçada a elevada interação entre a física dos semicondutores e seus dispositivos.

Nas aulas teórico-práticas (TP) serão efetuadas resoluções e discussões de problemas de consolidação da matéria dada.

Conjuntos de questões/problemas serão disponibilizados na plataforma Moodle_UP. Os estudantes devem resolver as(os) questões/problemas, individualmente, enviar a resolução dentro de prazo estipulado e realizar uma apresentação para discussão do seu conteúdo. As questões/problemas estão enquadradas no programa da unidade curricular.

Escrita de um relatório individual, baseada em pesquisa bibliográfica e, tendo como tema, um dos tópicos do programa da unidade curricular ou afim. A escrita do relatório tem como objetivo a aplicação de conhecimentos adquiridos, a revisão crítica e sumária de trabalhos científicos atuais na área de semicondutores e dispositivos, publicados em revistas científicas de elevado impacto.

Em complemento às aulas teóricas (T) e teórico-práticas (TP), de natureza presencial, serão disponibilizados conteúdos didáticos na Plataforma Moodle da UP.

 

Palavras Chave

Ciências Físicas > Física > Propriedades da matéria condensada > Física de semicondutores

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Exame	35,00
Trabalho escrito	35,00
Trabalho prático ou de projeto	30,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Apresentação/discussão de um trabalho científico	5,00
Estudo autónomo	60,00
Frequência das aulas	42,00
Trabalho de investigação	40,00
Trabalho escrito	15,00
Total:	162,00

Obtenção de frequência

O estudante deve cumprir a assiduidade, em conformidade com os regulamentos vigentes da FCUP.

Fórmula de cálculo da classificação final

A classificação final da unidade curricular (CF), arredondada às unidades, é expressa numa escala numérica de 0 a 20 valores e é calculada por:

CF = 35%E + 35%TE + 30%PA_A

CF: Classificação final

E – nota do Exame final

TE: nota do Trabalho Escrito

PA_A: nota das Questões/Problemas_Avaliação + Apresentação

Para aprovação final na unidade curricular, o estudante deve obter uma classificação final mínima de 10 valores.

Nota final entre 0 e 20 valores.

Melhoria de classificação

De acordo com o “Regulamento de Avaliação do Aproveitamento dos Estudantes da FCUP”.

Por exame.

O estudante só pode efetuar melhoria à nota de exame.

Observações

Eventuais omissões e/ou dúvidas quanto à presente ficha serão esclarecidas pelo regente da unidade curricular.

Ao júri reserva-se o direito de chamar qualquer estudante para a prestação de uma prova complementar escrita/oral.

Júri:
Teresa M Seixas
André Pereira

Exame final: presencial