PředmětyPředměty(verze: 962)
Předmět, akademický rok 2024/2025
   Přihlásit přes CAS
Optoelektronické materiály a technologie - NOOE003
Anglický název: Materials and Technology in Optoelectronics
Zajišťuje: Fyzikální ústav UK (32-FUUK)
Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
Platnost: od 2022
Semestr: zimní
E-Kredity: 3
Rozsah, examinace: zimní s.:2/0, Zk [HT]
Počet míst: neomezen
Minimální obsazenost: neomezen
4EU+: ne
Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
Stav předmětu: vyučován
Jazyk výuky: čeština, angličtina
Způsob výuky: prezenční
Způsob výuky: prezenční
Garant: prof. RNDr. Pavel Höschl, DrSc.
doc. Ing. Eduard Belas, CSc.
Vyučující: doc. Ing. Eduard Belas, CSc.
prof. RNDr. Pavel Höschl, DrSc.
Kategorizace předmětu: Fyzika > Optika a optoelektronika
Anotace -
Úvod. Klasifikace materiálů. Polovodičové struktury pro optoelektroniku. Požadavky na polovodičový materiál. Fázové rovnováhy. Poruchy krystalů. Příprava monokrystalů a tenkých vrstev. Příměsi v krystalech. Pasivace a metalizace povrchů. Technologie prvků. Technologie integrovaných obvodů.
Poslední úprava: ()
Cíl předmětu -

Seznámit studenty s technologií polovodičů.

Poslední úprava: FRANC/MFF.CUNI.CZ (07.05.2008)
Podmínky zakončení předmětu -

Ústní zkouška

Poslední úprava: Höschl Pavel, prof. RNDr., DrSc. (30.10.2019)
Literatura

Physics of Semiconductor Devices, 4th Edition / S. M. Sze, Kwok K. Ng. / 2021

Semiconductor devices: physics and technology : international student version / S.M. Sze, M. K. Lee / 2013

Semiconductors: Data Handbook / Otfried Madelung / 2003

Fundamentals of semiconductor physics and devices / Rolf Enderlein, Norman J. M. Horing / 1997

Fundamentals of solid-state electronics / Chih – Tang Sah / 1992

Fyzika a technika polovodičů / Helmar Frank / 1990

Poslední úprava: Höschl Pavel, prof. RNDr., DrSc. (12.06.2023)
Metody výuky -

Standadní přednáška

Poslední úprava: Höschl Pavel, prof. RNDr., DrSc. (30.10.2019)
Požadavky ke zkoušce -

Zkouška sestává z ústní části. Požadavky u ústní části zkoušky odpovídají sylabu předmětu v rozsahu, který byl prezentován na přednášce.

Poslední úprava: Höschl Pavel, prof. RNDr., DrSc. (31.10.2017)
Sylabus -

1. Úvod. Vymezení problematiky - mikroelektronika, optoelektronika, fotonika Stručná charakterizace jednotlivých kapitol.

2. Klasifikace materiálů. Vymezení role polovodičů - krystalová struktura, krystalová vazba, pásová struktura, vliv chemického složení (legování) a dimenze.Vymezení role izolátorů a kovů.

3. Polovodičové struktury pro optoelektroniku. Princip, funkce a optimalizace materiálových parametrů přechod p-n (LED, LASER, PV-dioda). FET tranzistor (JFET, MOSFET).

4. Požadavky na polovodičový materiá.l Substráty pro epitaxní technologie: kontrola kvality monokrystalů - hranice zrn, dislokace, precipitáty orientace monokrystalů, řezání, broušení, leštění a leptání krystalů, elektrické parametry substrátů (samokompenzace mezi donory a akceptory) Výchozí materiál pro opto- a mikro- elektronické prvky, zakázaný pás (band gap engineering), pohyblivost nosičů, doba života nosičů.

5. Fázové rovnováhy. Termodynamika fázových rovnováh Fázové diagramy: kondenzovaná fáze - kapalná fáze - kondenzovaná fáze - plynná fáze. Jednosložkové, dvousložkové a třísložkové systémy. Růst krystalů, žíhání krystalů.

6. Poruchy krystalů. Klasifikace defektů podle dimenze a jejich charakterizace (vrstvové chyby, dislokace, bodové poruchy) Termodynamika bodových defektů, stechiometrie krystalů Elektrická aktivita bodových defektů, komplexy defektů Rovnovážná koncentrace defektů a úprava stechiometrie krystalu.

7. Příprava monokrystalů a tenkých vrstev. Objemové monokrystaly (Biedgmanova metoda, Czochralskiho metoda, metoda visuté zony, krystalizace z roztoků, transportní metody z plynné fáze) Tenké vrstvy - epitaxní metody (LPE, VPE, MBE, MOCVD).

8. Příměsi v krystalech. Vliv příměsí na vlastnosti polovodičů. Čištění krystalů (směrové chlazení, zonální chlazení a další segregační metody). Ultračisté polovodiče. Legování polovodičů (segregace, difúze, iontová implantace). Koncentrační profily - jejich vytváření a stanovení. Kontrolní metody (MS, SIMS, RFA a další). Selektivní legování v 2D strukturách.

9. Pasivace a metalizace povrchů. Tepelná oxidace, depozice dielektrika, depozice polykrystalů, metalizace.

10. Technologie prvků. Přechod p-n, JFET, MOSFET, PV dioda, LED, LASER.

11. Technologie integrovaných obvodů Litografické techniky (UV, Rtg, elektronová, iontová) Chemické a suché leptání. Nosiče a pouzdra prvků a obvodů.

Poslední úprava: T_FUUK (15.05.2002)
Vstupní požadavky -

uzavřené Bc studium

Poslední úprava: FRANC/MFF.CUNI.CZ (12.05.2008)
 
Univerzita Karlova | Informační systém UK