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1 de 35
1
Master en Física Aplicada
Especialidad:
Física Electrónica
Departamento de Física Aplicada III
2
Asignaturas Obligatorias:
•Mecánica Cuántica
•Física del Estado Sólido
•Física de Semiconductores
Asignaturas Optativas:
•Electrónica II
•Propiedades eléctricas de los materiales
•Física de Dispositivos
•Laboratorio de Dispositivos Optoelectrónicos
•Materiales Semiconductores
•Fundamentos de Tecnología Electrónica
•Integración de Procesos Tecnológicos
•Física y Tecnología del Silicio
•Heteroestructuras y Electrónica de Baja Dimensionalidad
•Espintrónica
•Dispositivos Electrónicos Avanzados
3
Objetivos:
Se discutirán las propiedades eléctricas a partir de los parámetros que
entran en las relaciones constitutivas, tanto en conductores, como en
superconductores y aislantes.
Profesor: Francisco Sánchez Quesada
Carácter: Optativa ETCS: 6
Propiedades eléctricas de los
materiales
4
Descripción breve de los contenidos:
- El Campo electromagnético en medios -
materiales. Relaciones constitutivas
- Dieléctricos: Comportamiento estático y
Dinámico
- Propiedades de Conducción
- Superconductores
- Materiales y Aplicaciones
Propiedades eléctricas de los materiales
Sustrato dielérctrico de
permitividad 3.5 soporte de un
conjunto de antenas
Bibliografía:
R. Coelho. "Physics of dielectrics for engineers". Elsevier (1979).
C.J.F. Botteher. "Theory of Electric Polarization". Vols. I y II. Elsevier (1978).
N.E. Hill y otros. "Dielectric properties and molecular behavior". Van Nostrand (1966).
A.R. Von Hippel. "Dielectric materials and applications". M.I.T. Press (1954).
N. W. Ashcroft and N. D. Mermin "Solid State Physics" HRW International Editions, 1987
5
Observaciones:
Esta asignatura se imparte con el mismo nombre
y contenido en el plan 2003 de la licenciatura de
Físicas (4º Curso).
Propiedades eléctricas de los materiales
The Meissner effect: The ability of a
superconductor to expel magnetic fields from
its interior is used to levitate a magnet above a
superconducting disk.
6
Objetivos:
Se dotará al alumno de los conocimientos necesarios para
comprender la estructura de bandas y el transporte de portadores en un
semiconductor. Esta asignatura es básica tanto para comprender los
dispositivos desde un punto de vista fundamental como para entender el
comportamiento de los electrones en un semiconductor.
Profesor: Jacobo Santamaría
Carácter: Obligatoria ETCS: 6
Física de Semiconductores
7
Descripción breve de los contenidos:
• Estadística de portadores en equilibrio
• Estadística de portadores fuera del equilibrio
• Transporte de portadores con concentración de equilibrio
• Transporte de portadores en ausencia de equilibrio
• La unión P-N ideal
• La unión P-N real
Bibliografía:
-. R. H. Bube, Electronic Properties of Crystalline Solids, An Introduction to
Fundamentals, Academic Press 1974
-. D. A. Neamen, Semiconductor Physics and Devices Irwing, 1992
-. J. Singh, Semiconductor Devices, an Introduction, John Wiley & Sons1994
-. S. Wang, Fundamental of Semiconductor Theory and Device Physics, Prentice Hall
International, 1989
-. P. Y. Yu and M. Cardona, Fundamental of semiconductors,. Springer, 1996.
Física de Semiconductores
8
Observaciones:
• Esta asignatura se imparte con
el mismo nombre y contenido
en el plan 2003 de la
licenciatura de Físicas (4º
Curso).
• Es recomendable que se curse
con anterioridad Física del
Estado Sólido
Física de Semiconductores
“Corral” Cuántico
9
Física de Dispositivos
Objetivos:
Los dispositivos de semiconductor son
los componentes básicos de los circuitos
integrados y los responsables del espectacular
crecimiento de la industria electrónica en todo
el mundo.
En esta asignatura se estudian las propiedades
físicas de los transistores de silicio: el transistor
bipolar de unión y los transistores de efecto
campo (JFET y MOSFET).
Profesoras: Mª Luisa Lucía, Margarita Llamas
Carácter: Optativa ETCS: 6
Primer Transistor construido en 1948
Ley de Moore
10
Descripción breve de los contenidos:
- Unión PN real
- Transistor bipolar ideal. Transistor bipolar integrado. Modelos equivalentes de
pequeña señal del transistor bipolar
- Transistor JFET. Estructura MOS. TransistorMOSFET
Se estudian los modelos ideales y reales en régimen estacionario y en pequeña
señal, y efectos de pequeña dimensión. Todos los temas acaban con la simulación
de cada dispositivo con el programa PSPICE: se estudia así la correspondencia
entre los parámetros de simulación y los parámetros físicos de los dispositivos.
Física de Dispositivos
A set of HEMT transistors and test elements on GaAs/GaAlAs ( MBE) heterostructures - left, (diameter of
the contacting wire = 25 µm ), detail of the II-V cell - center, channel region of the II-II cell - right:
11
Observaciones:
• Esta asignatura se imparte con el mismo
nombre y contenido en el plan 2003 de la
licenciatura de Físicas (4º Curso).
• Es recomendable que se curse con
posterioridad a la asignatura “Física de
Semiconductores”.
Bibliografía:
•“Introduction to Semiconductor Materials and
Devices”, M.S. Tyagi. J. Wiley & Sons, 1991.
•“Semiconductor Physics and Devices”, D.A.
Neamen. Irwin, 1997.
•“Semiconductor Devices: Physics and
Technology”, S.M. Sze. J. Wiley & Sons, 2002.
•“Theory of Modern Semiconductor Devices”,
K.F. Brennan, A.S. Brown. J. Wiley & Sons,
2002.
•“Complete Guide to Semiconductor Devices”, K.
Kwok. J. Wiley & Sons, 2002
Física de Dispositivos
Tecnología Silicio sobre
aislante
12
Objetivos:
En esta asignatura se pretende
que
los alumnos conozcan los métodos
experimentales de caracterización de
dispositivos electrónicos de gran
relevancia en microelectrónica y
optoelectrónica.
Profesora: Margarita Sánchez Balmaseda
Carácter: Optativa ETCS: 6
Laboratorio de Dispositivos
Optoelectrónicos
Caracterización de
una célula solar
13
Descripción breve de los contenidos:
I. CARACTERIZACIÓN DE SEMICONDUCTORES:
Caracterización eléctrica y óptica de un semiconductor.
II. CARACTERIZACIÓN ELÉCTRICA DE DISPOSITIVOS:
Caracterización AC y DC de dispositivos de unión.
Caracterización electro-óptica de una célula solar.
Caracterización electro-óptica de LEDs.
Caracterización de un transistor bipolar.
III. CARACTERIZACIÓN ÓPTICA DE DISPOSITIVOS
Detectores PSD y CCD.
Emisores y detectores de luz. Fibras ópticas.
Acustoóptica
Bibliografía:
K.V. Shalimova, “Física de Semiconductores”, Ed. Mir (1975).
S.M. Sze, “Physics of Semiconductor Devices”, Systems”, John Wiley, (1981)
J. Wilson, JFB Hawkes, “Optoelectronics, an Introduction” Prentice Hall NY
(1998).
Laboratorio de Dispositivos Optoelectrónicos
14
Observaciones:
• Esta asignatura se imparte con el mismo nombre y contenido en el plan
2003 de la licenciatura de Físicas (4º Curso).
Laboratorio de Dispositivos Optoelectrónicos
Caracterización transistor bipolar
15
Objetivos:
El estudio de las propiedades físicas de los materiales semiconductores y sus
aplicaciones en el desarrollo de dispositivos electrónicos representan una de las
revoluciones científico-técnicas de mayor impacto en nuestra sociedad. En esta
asignatura se pretende dar una ideal real de la magnitud de esta revolución: no sólo
ser conscientes de la tecnología que nos rodea si no también entender cómo opera.
Para ello se clasificarán los semiconductores de acuerdo con su composición
química, su enlace, su estructura cristalina y su estructura de bandas.
Profesora: Mª Luisa Lucía
Carácter: Optativa ETCS: 6
Materiales Semiconductores
16
Descripción breve de los contenidos:
- Familias de materiales semiconductores
- Absorción de luz en semiconductores
- Tecnologías de crecimiento
- Introducción a las heterouniones
- Unión metal-semiconductor
- Introducción a la ingeniería de bandas
Bibliografía:
•R.H., “Electronic Properties of Crystalline Solids. An Introduction to
Fundamentals”, Academic Press 1992
•Einspruch N.G., “Heterostructures and Quantum Devices” Prentice Hall, 1994
•Neamen D.A., “Semiconductor Physics and Devices”, Irwin 1997
•Bhattacharya P., “Semiconductor Optoelectronic Devices”, Prentice Hall 1998
•Bube Sze S.M., “Semiconductor Devices. Physics and Technology”, John
Wiley Sons, 2002
•Wang S., “Fundamentals of Semiconductor Theory and Device Physics”,
Prentice Hall International 1989.
Materiales Semiconductores
17
Observaciones:
Esta asignatura se imparte con el mismo nombre y contenido en el
plan 2003 de la licenciatura de Físicas de 4º curso.
Materiales Semiconductores
18
Profesor: Antonio Hernández Cachero
Carácter: Optativa ETCS: 6
Fundamentos de Tecnología Electrónica
¿Cómo se fabrica un dispositivo
electrónico?
Plot de concentraciones en un MOS
Simulación del dopado en
función de la profundidad
19
Etapas para el proceso
en Semiconductores
Bibliografía:
G.S. May y S.M. Sze Fundamentals of Semiconductor Fabrication. Wiley 2004
Contenidos
Fundamentos de Tecnología Electrónica
20
Observaciones:
• Esta asignatura se imparte con el mismo nombre y contenido en el plan 2003
de la licenciatura de Físicas (4º Curso) y en Ingeniería electrónica.
• Es recomendable que se curse con anterioridad a las siguientes asignaturas:
Integración de procesos tecnológicos.
Física y Tecnología del Silicio.
• Es muy recomendable también tener conocimientos de Física de dispositivos.
Direcciones Internet
www.semiconductor.net
ITRS RoadMap http://public.itrs.net/
Fundamentos de Tecnología Electrónica
21
Profesor: Antonio Hernández Cachero
Carácter: Optativa ETCS: 6
Integración de Procesos Tecnológicos
¿Cómo se fabrica un chip?
Pentium4 ©Intel
Tecnología SOI ©IBM
22
Descripción breve de los contenidos:
Integración de Procesos:
• Tecnología Bipolar
• Aislamiento dieléctrico SOI (Silicon on Insulator)
• Tecnología CMOS
• Componentes Pasivos
• Tecnologías AsGa (MESFET, dispositivos optoelectrónicos, etc…)
• Tecnología MEMS (Micromachining, etc…)
Bibliografía:
G.S. May y S.M. Sze, Fundamentals of Semiconductor Fabrication, Wiley 2004
H. Xiao, Introduction to Semiconductor Manufacturing Technology, Prentice-
Hall 2001
Integración de Procesos Tecnológicos
23
Observaciones:
• Esta asignatura se imparte con el mismo nombre y contenido en el plan
2003 de la licenciatura de Físicas (4º Curso).
• Es recomendable que se curse con posterioridad a las siguientes
asignaturas:
Fundamentos de Tecnología Electrónica
Direcciones Internet
www.semiconductor.net
ITRS RoadMap http://public.itrs.net/
Integración de Procesos Tecnológicos
24
Objetivos:
En esta asignatura se pretende proporcionar al
alumno un conocimiento de los procesos
tecnológicos más allá del punto de vista teórico
mediante:
• La simulación por ordenador
• Una Experiencia real en diversas técnicas
habituales en el procesado y la caracterización
de dispositivos a través de la realización
práctica de estos procesos. .
Física y Tecnología del Silicio
Módulo de Nanoelectrónica
Profesores: Juan A. de Agapito, Germán González, Álvaro del Prado
Carácter: Optativa ETCS: 6
Sistema de pulverización catódica de alta presión
25
Descripción breve de los contenidos:
- Simulación de procesos tecnológicos
- Realización de procesos tecnológicos
(implantación y recocido, metalización de
contactos, depósito de películas dieléctricas,
litografía, etc.)
- Caracterización de los procesos realizados
(medida de resistividad, caracterización
de uniones p-n, etc.)
Física y Tecnología del Silicio
Cañón de electrones con 4 Kw.
Bibliografía:
S. Wolf, Silicon Processing for the VLSI era, Vol. 1-4, Lattice Press
26
Observaciones:
• Esta asignatura se imparte con el mismo nombre y contenido en el plan
2003 de la licenciatura de Físicas (4º Curso).
• Es recomendable poseer conocimientos de Física de Dispositivos
• Se proporcionarán programas de simulación adecuados. Se dispone de las
instalaciones y equipos necesarios para la realización de los procesos
tecnológicos y la caracterización de los dispositivos fabricados. Se dispone
de bibliografía avanzada en el tema para consulta del alumno
Física y Tecnología del Silicio
Sistema de depósito de capas dieléctricas.
(capas de óxidos, nitruros y oxinitruros de Si)
para ser usadas como pasivante o bien como
aislante de puerta en dispositivos MISFET
27
La nueva era de la nanoelectrónica se nutre de materiales semiconductores
crecidos y manipulados a escala atómica, englobados en lo que se ha definido como
una “ingeniería de bandas”. Se aborda aquí el estudio de los denominados pozos
cuánticos, líneas cuánticas y puntos cuánticos en los que la física que explica su
funcionamiento debe revisarse teniendo en cuenta fenómenos cuánticos no
contemplados por la microelectrónica.
Las heteroestructuras de materiales semiconductores constituyen el núcleo
fundamental en muchos de los dispositivos cuánticos avanzados, pudiendo hablar
de dos aproximaciones al estudio de esta asignatura:
- Nanotecnología por método de fabricación: se refiere a la tecnología que hace
posible la construcción de estructuras y dispositivos cada vez más pequeños
- Nanotecnología por operación: se investiga sobre nuevas características de los
materiales mediante su maniopulación a escala atómica o molecular.
Profesores: Mª Luisa Lucía y José Juan Jiménez
Carácter: Optativa ETCS: 6
Heteroestructuras y Electrónica de Baja
Dimensionalidad
Módulo de Nanoelectrónica
28
Descripción breve de los contenidos:
•Propiedades generales de las heteroestructuras
•Crecimiento de heteroestructuras. Epitaxias
•Ingeniería de bandas.
•Sistemas de baja dimensión: superredes, líneas, puntos
•Gas bidimensional de electrones.
•Transistores de alta movilidad.
Bibliografía:
•Einspruch N.G., “Heterostructures and Quantum Devices” Prentice Hall, 1994
•Kelly M.J., “Low Dimensional Semiconductors”, Oxford Science Publications,
1995
•Korkin, A., “ Nanotechnology for electronic materials and devices”,2006
•Martínez-Duart J., “ Nanotechnology for microelectronics and
optoelectronics”,2006
•Sze S.M., “High-Speed Semiconductor Devices” John Wiley Sons, 1990
Hetero-estructuras y Electrónica de baja dimensionalidad
29
Observaciones:
• Esta asignatura se imparte por vez
primera en el curso 2006-07
• Es recomendable que se curse con
posterioridad a las siguientes
asignaturas:
Física de Dispositivos
Materiales Semiconductores
Hetero-estructuras y Electrónica de baja dimensionalidad
30
Objetivos:
Describir los procesos físicos que dan lugar al transporte
electrónico dependiente de espín en materiales y en heteroestructuras.
Describir el funcionamiento de los principales dispositivos basados
en el transporte de espín electrónico.
Profesores: Carlos León, Jacobo Santamaría, Zouhair Sefrioui
Carácter: Optativa ETCS: 6
Espintrónica
Módulo de Nanoelectrónica
From IBM website
Imagen STM de
un átomo de Mn
en una superficie
31
Descripción breve de los contenidos:
• Transporte polarizado en espín.
Magnetorresistencia.
• Generación de polarización de espín:
Inyección y relajación.
• Uniones: F/N, F/N/F, F/I/S, F/I/F.
• Dispositivos de espín: filtros, diodos, transistores.
Bibliografía:
• Nanoelectronic and Information Technology. Rainer Waser. Wiley-VCH.
(2005)
• Spintronics: Fundamentals and Applications. I. Zutic, J. Fabian and S. Das
Sarma. Rev. Mod. Phys. 76, 323 (2004)
• Concepts in Spin Electronics. Ed. S. Maekawa. Oxford Univ. Press (2006)
• An Introduction to Spintronics. S. Bandyopadhyay and M. Cahay. Taylor
and Francis CRC Press (2007)
Espintrónica
32
Observaciones:
• Esta asignatura se imparte por vez primera en el curso 2006-07
• Es recomendable que se curse con posterioridad a las siguientes
asignaturas: Física de Estado Sólido, Física de Semiconductores, Física
Estadística.
• La evaluación consistirá en la realización de un examen con cuestiones
teóricas y problemas.
Espintrónica
33
Dispositivos Electrónicos Avanzados
Profesores: Ignacio Mártil, Mª del Carmen Pérez y Margarita Sánchez
Carácter: Optativa ETCS: 6
Sistema de 7 CCD’s de la cámara EPIC-
MOS del satélite XMM-Newton
Objetivos:
Estudio del CMOS, TFT, CCDs, LEDs,
LCD y Láseres Semiconductores.
Nuevos y cada vez más pequeños
dispositivos basados en Si, así como
nuevos materiales compiten en la frontera
del desarrollo tecnológico.
El futuro, con dispositivos cuya función
es controlada por un solo electrón (SET)
o elaborados con una molécula está casi
al alcance de la mano.
Módulo de Nanoelectrónica
34
Contenidos:
• Dispositivos Optoelectrónicos:
PIN, LEDs, Láseres de diodo y Células
Solares
• Dispositivos Electrónicos:
Memorias, MOS, CCDs, RTD y SET
• Dispositivos de tecnologías
emergentes:
Electrónica molecular y Nanotubos
Dispositivos ElectrónicosAvanzados
SET: single-electron transistor © Bell Laboratories
Bibliografía:
P. Bhattacharya, Semiconductor Optoelectronic Devices, Prentice Hall, 1994
R. Waser (ed), Nanoelectronics and Information Technology, Wiley-VCH, 2005
http://public.itrs.net/
35
Observaciones:
• Esta asignatura se imparte por vez primera en el curso 2006-07
• Es recomendable que se curse con posterioridad a las siguientes
asignaturas, también incluidas en el máster:
Física de Dispositivos
Heteroestructuras y Electrónica de Baja Dimensionalidad
Direcciones de Internet:
http://public.itrs.net/ (International Road Map for Semiconductors)
Dispositivos Electrónicos Avanzados

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  • 1. 1 Master en Física Aplicada Especialidad: Física Electrónica Departamento de Física Aplicada III
  • 2. 2 Asignaturas Obligatorias: •Mecánica Cuántica •Física del Estado Sólido •Física de Semiconductores Asignaturas Optativas: •Electrónica II •Propiedades eléctricas de los materiales •Física de Dispositivos •Laboratorio de Dispositivos Optoelectrónicos •Materiales Semiconductores •Fundamentos de Tecnología Electrónica •Integración de Procesos Tecnológicos •Física y Tecnología del Silicio •Heteroestructuras y Electrónica de Baja Dimensionalidad •Espintrónica •Dispositivos Electrónicos Avanzados
  • 3. 3 Objetivos: Se discutirán las propiedades eléctricas a partir de los parámetros que entran en las relaciones constitutivas, tanto en conductores, como en superconductores y aislantes. Profesor: Francisco Sánchez Quesada Carácter: Optativa ETCS: 6 Propiedades eléctricas de los materiales
  • 4. 4 Descripción breve de los contenidos: - El Campo electromagnético en medios - materiales. Relaciones constitutivas - Dieléctricos: Comportamiento estático y Dinámico - Propiedades de Conducción - Superconductores - Materiales y Aplicaciones Propiedades eléctricas de los materiales Sustrato dielérctrico de permitividad 3.5 soporte de un conjunto de antenas Bibliografía: R. Coelho. "Physics of dielectrics for engineers". Elsevier (1979). C.J.F. Botteher. "Theory of Electric Polarization". Vols. I y II. Elsevier (1978). N.E. Hill y otros. "Dielectric properties and molecular behavior". Van Nostrand (1966). A.R. Von Hippel. "Dielectric materials and applications". M.I.T. Press (1954). N. W. Ashcroft and N. D. Mermin "Solid State Physics" HRW International Editions, 1987
  • 5. 5 Observaciones: Esta asignatura se imparte con el mismo nombre y contenido en el plan 2003 de la licenciatura de Físicas (4º Curso). Propiedades eléctricas de los materiales The Meissner effect: The ability of a superconductor to expel magnetic fields from its interior is used to levitate a magnet above a superconducting disk.
  • 6. 6 Objetivos: Se dotará al alumno de los conocimientos necesarios para comprender la estructura de bandas y el transporte de portadores en un semiconductor. Esta asignatura es básica tanto para comprender los dispositivos desde un punto de vista fundamental como para entender el comportamiento de los electrones en un semiconductor. Profesor: Jacobo Santamaría Carácter: Obligatoria ETCS: 6 Física de Semiconductores
  • 7. 7 Descripción breve de los contenidos: • Estadística de portadores en equilibrio • Estadística de portadores fuera del equilibrio • Transporte de portadores con concentración de equilibrio • Transporte de portadores en ausencia de equilibrio • La unión P-N ideal • La unión P-N real Bibliografía: -. R. H. Bube, Electronic Properties of Crystalline Solids, An Introduction to Fundamentals, Academic Press 1974 -. D. A. Neamen, Semiconductor Physics and Devices Irwing, 1992 -. J. Singh, Semiconductor Devices, an Introduction, John Wiley & Sons1994 -. S. Wang, Fundamental of Semiconductor Theory and Device Physics, Prentice Hall International, 1989 -. P. Y. Yu and M. Cardona, Fundamental of semiconductors,. Springer, 1996. Física de Semiconductores
  • 8. 8 Observaciones: • Esta asignatura se imparte con el mismo nombre y contenido en el plan 2003 de la licenciatura de Físicas (4º Curso). • Es recomendable que se curse con anterioridad Física del Estado Sólido Física de Semiconductores “Corral” Cuántico
  • 9. 9 Física de Dispositivos Objetivos: Los dispositivos de semiconductor son los componentes básicos de los circuitos integrados y los responsables del espectacular crecimiento de la industria electrónica en todo el mundo. En esta asignatura se estudian las propiedades físicas de los transistores de silicio: el transistor bipolar de unión y los transistores de efecto campo (JFET y MOSFET). Profesoras: Mª Luisa Lucía, Margarita Llamas Carácter: Optativa ETCS: 6 Primer Transistor construido en 1948 Ley de Moore
  • 10. 10 Descripción breve de los contenidos: - Unión PN real - Transistor bipolar ideal. Transistor bipolar integrado. Modelos equivalentes de pequeña señal del transistor bipolar - Transistor JFET. Estructura MOS. TransistorMOSFET Se estudian los modelos ideales y reales en régimen estacionario y en pequeña señal, y efectos de pequeña dimensión. Todos los temas acaban con la simulación de cada dispositivo con el programa PSPICE: se estudia así la correspondencia entre los parámetros de simulación y los parámetros físicos de los dispositivos. Física de Dispositivos A set of HEMT transistors and test elements on GaAs/GaAlAs ( MBE) heterostructures - left, (diameter of the contacting wire = 25 µm ), detail of the II-V cell - center, channel region of the II-II cell - right:
  • 11. 11 Observaciones: • Esta asignatura se imparte con el mismo nombre y contenido en el plan 2003 de la licenciatura de Físicas (4º Curso). • Es recomendable que se curse con posterioridad a la asignatura “Física de Semiconductores”. Bibliografía: •“Introduction to Semiconductor Materials and Devices”, M.S. Tyagi. J. Wiley & Sons, 1991. •“Semiconductor Physics and Devices”, D.A. Neamen. Irwin, 1997. •“Semiconductor Devices: Physics and Technology”, S.M. Sze. J. Wiley & Sons, 2002. •“Theory of Modern Semiconductor Devices”, K.F. Brennan, A.S. Brown. J. Wiley & Sons, 2002. •“Complete Guide to Semiconductor Devices”, K. Kwok. J. Wiley & Sons, 2002 Física de Dispositivos Tecnología Silicio sobre aislante
  • 12. 12 Objetivos: En esta asignatura se pretende que los alumnos conozcan los métodos experimentales de caracterización de dispositivos electrónicos de gran relevancia en microelectrónica y optoelectrónica. Profesora: Margarita Sánchez Balmaseda Carácter: Optativa ETCS: 6 Laboratorio de Dispositivos Optoelectrónicos Caracterización de una célula solar
  • 13. 13 Descripción breve de los contenidos: I. CARACTERIZACIÓN DE SEMICONDUCTORES: Caracterización eléctrica y óptica de un semiconductor. II. CARACTERIZACIÓN ELÉCTRICA DE DISPOSITIVOS: Caracterización AC y DC de dispositivos de unión. Caracterización electro-óptica de una célula solar. Caracterización electro-óptica de LEDs. Caracterización de un transistor bipolar. III. CARACTERIZACIÓN ÓPTICA DE DISPOSITIVOS Detectores PSD y CCD. Emisores y detectores de luz. Fibras ópticas. Acustoóptica Bibliografía: K.V. Shalimova, “Física de Semiconductores”, Ed. Mir (1975). S.M. Sze, “Physics of Semiconductor Devices”, Systems”, John Wiley, (1981) J. Wilson, JFB Hawkes, “Optoelectronics, an Introduction” Prentice Hall NY (1998). Laboratorio de Dispositivos Optoelectrónicos
  • 14. 14 Observaciones: • Esta asignatura se imparte con el mismo nombre y contenido en el plan 2003 de la licenciatura de Físicas (4º Curso). Laboratorio de Dispositivos Optoelectrónicos Caracterización transistor bipolar
  • 15. 15 Objetivos: El estudio de las propiedades físicas de los materiales semiconductores y sus aplicaciones en el desarrollo de dispositivos electrónicos representan una de las revoluciones científico-técnicas de mayor impacto en nuestra sociedad. En esta asignatura se pretende dar una ideal real de la magnitud de esta revolución: no sólo ser conscientes de la tecnología que nos rodea si no también entender cómo opera. Para ello se clasificarán los semiconductores de acuerdo con su composición química, su enlace, su estructura cristalina y su estructura de bandas. Profesora: Mª Luisa Lucía Carácter: Optativa ETCS: 6 Materiales Semiconductores
  • 16. 16 Descripción breve de los contenidos: - Familias de materiales semiconductores - Absorción de luz en semiconductores - Tecnologías de crecimiento - Introducción a las heterouniones - Unión metal-semiconductor - Introducción a la ingeniería de bandas Bibliografía: •R.H., “Electronic Properties of Crystalline Solids. An Introduction to Fundamentals”, Academic Press 1992 •Einspruch N.G., “Heterostructures and Quantum Devices” Prentice Hall, 1994 •Neamen D.A., “Semiconductor Physics and Devices”, Irwin 1997 •Bhattacharya P., “Semiconductor Optoelectronic Devices”, Prentice Hall 1998 •Bube Sze S.M., “Semiconductor Devices. Physics and Technology”, John Wiley Sons, 2002 •Wang S., “Fundamentals of Semiconductor Theory and Device Physics”, Prentice Hall International 1989. Materiales Semiconductores
  • 17. 17 Observaciones: Esta asignatura se imparte con el mismo nombre y contenido en el plan 2003 de la licenciatura de Físicas de 4º curso. Materiales Semiconductores
  • 18. 18 Profesor: Antonio Hernández Cachero Carácter: Optativa ETCS: 6 Fundamentos de Tecnología Electrónica ¿Cómo se fabrica un dispositivo electrónico? Plot de concentraciones en un MOS Simulación del dopado en función de la profundidad
  • 19. 19 Etapas para el proceso en Semiconductores Bibliografía: G.S. May y S.M. Sze Fundamentals of Semiconductor Fabrication. Wiley 2004 Contenidos Fundamentos de Tecnología Electrónica
  • 20. 20 Observaciones: • Esta asignatura se imparte con el mismo nombre y contenido en el plan 2003 de la licenciatura de Físicas (4º Curso) y en Ingeniería electrónica. • Es recomendable que se curse con anterioridad a las siguientes asignaturas: Integración de procesos tecnológicos. Física y Tecnología del Silicio. • Es muy recomendable también tener conocimientos de Física de dispositivos. Direcciones Internet www.semiconductor.net ITRS RoadMap http://public.itrs.net/ Fundamentos de Tecnología Electrónica
  • 21. 21 Profesor: Antonio Hernández Cachero Carácter: Optativa ETCS: 6 Integración de Procesos Tecnológicos ¿Cómo se fabrica un chip? Pentium4 ©Intel Tecnología SOI ©IBM
  • 22. 22 Descripción breve de los contenidos: Integración de Procesos: • Tecnología Bipolar • Aislamiento dieléctrico SOI (Silicon on Insulator) • Tecnología CMOS • Componentes Pasivos • Tecnologías AsGa (MESFET, dispositivos optoelectrónicos, etc…) • Tecnología MEMS (Micromachining, etc…) Bibliografía: G.S. May y S.M. Sze, Fundamentals of Semiconductor Fabrication, Wiley 2004 H. Xiao, Introduction to Semiconductor Manufacturing Technology, Prentice- Hall 2001 Integración de Procesos Tecnológicos
  • 23. 23 Observaciones: • Esta asignatura se imparte con el mismo nombre y contenido en el plan 2003 de la licenciatura de Físicas (4º Curso). • Es recomendable que se curse con posterioridad a las siguientes asignaturas: Fundamentos de Tecnología Electrónica Direcciones Internet www.semiconductor.net ITRS RoadMap http://public.itrs.net/ Integración de Procesos Tecnológicos
  • 24. 24 Objetivos: En esta asignatura se pretende proporcionar al alumno un conocimiento de los procesos tecnológicos más allá del punto de vista teórico mediante: • La simulación por ordenador • Una Experiencia real en diversas técnicas habituales en el procesado y la caracterización de dispositivos a través de la realización práctica de estos procesos. . Física y Tecnología del Silicio Módulo de Nanoelectrónica Profesores: Juan A. de Agapito, Germán González, Álvaro del Prado Carácter: Optativa ETCS: 6 Sistema de pulverización catódica de alta presión
  • 25. 25 Descripción breve de los contenidos: - Simulación de procesos tecnológicos - Realización de procesos tecnológicos (implantación y recocido, metalización de contactos, depósito de películas dieléctricas, litografía, etc.) - Caracterización de los procesos realizados (medida de resistividad, caracterización de uniones p-n, etc.) Física y Tecnología del Silicio Cañón de electrones con 4 Kw. Bibliografía: S. Wolf, Silicon Processing for the VLSI era, Vol. 1-4, Lattice Press
  • 26. 26 Observaciones: • Esta asignatura se imparte con el mismo nombre y contenido en el plan 2003 de la licenciatura de Físicas (4º Curso). • Es recomendable poseer conocimientos de Física de Dispositivos • Se proporcionarán programas de simulación adecuados. Se dispone de las instalaciones y equipos necesarios para la realización de los procesos tecnológicos y la caracterización de los dispositivos fabricados. Se dispone de bibliografía avanzada en el tema para consulta del alumno Física y Tecnología del Silicio Sistema de depósito de capas dieléctricas. (capas de óxidos, nitruros y oxinitruros de Si) para ser usadas como pasivante o bien como aislante de puerta en dispositivos MISFET
  • 27. 27 La nueva era de la nanoelectrónica se nutre de materiales semiconductores crecidos y manipulados a escala atómica, englobados en lo que se ha definido como una “ingeniería de bandas”. Se aborda aquí el estudio de los denominados pozos cuánticos, líneas cuánticas y puntos cuánticos en los que la física que explica su funcionamiento debe revisarse teniendo en cuenta fenómenos cuánticos no contemplados por la microelectrónica. Las heteroestructuras de materiales semiconductores constituyen el núcleo fundamental en muchos de los dispositivos cuánticos avanzados, pudiendo hablar de dos aproximaciones al estudio de esta asignatura: - Nanotecnología por método de fabricación: se refiere a la tecnología que hace posible la construcción de estructuras y dispositivos cada vez más pequeños - Nanotecnología por operación: se investiga sobre nuevas características de los materiales mediante su maniopulación a escala atómica o molecular. Profesores: Mª Luisa Lucía y José Juan Jiménez Carácter: Optativa ETCS: 6 Heteroestructuras y Electrónica de Baja Dimensionalidad Módulo de Nanoelectrónica
  • 28. 28 Descripción breve de los contenidos: •Propiedades generales de las heteroestructuras •Crecimiento de heteroestructuras. Epitaxias •Ingeniería de bandas. •Sistemas de baja dimensión: superredes, líneas, puntos •Gas bidimensional de electrones. •Transistores de alta movilidad. Bibliografía: •Einspruch N.G., “Heterostructures and Quantum Devices” Prentice Hall, 1994 •Kelly M.J., “Low Dimensional Semiconductors”, Oxford Science Publications, 1995 •Korkin, A., “ Nanotechnology for electronic materials and devices”,2006 •Martínez-Duart J., “ Nanotechnology for microelectronics and optoelectronics”,2006 •Sze S.M., “High-Speed Semiconductor Devices” John Wiley Sons, 1990 Hetero-estructuras y Electrónica de baja dimensionalidad
  • 29. 29 Observaciones: • Esta asignatura se imparte por vez primera en el curso 2006-07 • Es recomendable que se curse con posterioridad a las siguientes asignaturas: Física de Dispositivos Materiales Semiconductores Hetero-estructuras y Electrónica de baja dimensionalidad
  • 30. 30 Objetivos: Describir los procesos físicos que dan lugar al transporte electrónico dependiente de espín en materiales y en heteroestructuras. Describir el funcionamiento de los principales dispositivos basados en el transporte de espín electrónico. Profesores: Carlos León, Jacobo Santamaría, Zouhair Sefrioui Carácter: Optativa ETCS: 6 Espintrónica Módulo de Nanoelectrónica From IBM website Imagen STM de un átomo de Mn en una superficie
  • 31. 31 Descripción breve de los contenidos: • Transporte polarizado en espín. Magnetorresistencia. • Generación de polarización de espín: Inyección y relajación. • Uniones: F/N, F/N/F, F/I/S, F/I/F. • Dispositivos de espín: filtros, diodos, transistores. Bibliografía: • Nanoelectronic and Information Technology. Rainer Waser. Wiley-VCH. (2005) • Spintronics: Fundamentals and Applications. I. Zutic, J. Fabian and S. Das Sarma. Rev. Mod. Phys. 76, 323 (2004) • Concepts in Spin Electronics. Ed. S. Maekawa. Oxford Univ. Press (2006) • An Introduction to Spintronics. S. Bandyopadhyay and M. Cahay. Taylor and Francis CRC Press (2007) Espintrónica
  • 32. 32 Observaciones: • Esta asignatura se imparte por vez primera en el curso 2006-07 • Es recomendable que se curse con posterioridad a las siguientes asignaturas: Física de Estado Sólido, Física de Semiconductores, Física Estadística. • La evaluación consistirá en la realización de un examen con cuestiones teóricas y problemas. Espintrónica
  • 33. 33 Dispositivos Electrónicos Avanzados Profesores: Ignacio Mártil, Mª del Carmen Pérez y Margarita Sánchez Carácter: Optativa ETCS: 6 Sistema de 7 CCD’s de la cámara EPIC- MOS del satélite XMM-Newton Objetivos: Estudio del CMOS, TFT, CCDs, LEDs, LCD y Láseres Semiconductores. Nuevos y cada vez más pequeños dispositivos basados en Si, así como nuevos materiales compiten en la frontera del desarrollo tecnológico. El futuro, con dispositivos cuya función es controlada por un solo electrón (SET) o elaborados con una molécula está casi al alcance de la mano. Módulo de Nanoelectrónica
  • 34. 34 Contenidos: • Dispositivos Optoelectrónicos: PIN, LEDs, Láseres de diodo y Células Solares • Dispositivos Electrónicos: Memorias, MOS, CCDs, RTD y SET • Dispositivos de tecnologías emergentes: Electrónica molecular y Nanotubos Dispositivos ElectrónicosAvanzados SET: single-electron transistor © Bell Laboratories Bibliografía: P. Bhattacharya, Semiconductor Optoelectronic Devices, Prentice Hall, 1994 R. Waser (ed), Nanoelectronics and Information Technology, Wiley-VCH, 2005 http://public.itrs.net/
  • 35. 35 Observaciones: • Esta asignatura se imparte por vez primera en el curso 2006-07 • Es recomendable que se curse con posterioridad a las siguientes asignaturas, también incluidas en el máster: Física de Dispositivos Heteroestructuras y Electrónica de Baja Dimensionalidad Direcciones de Internet: http://public.itrs.net/ (International Road Map for Semiconductors) Dispositivos Electrónicos Avanzados