PuolijohdeteknologiaLaajuus (3 op)

Osaamistavoitteet

Opiskelija tietää piin kiderakenteen ja puolijohteiden yksinkertaistetun vyömallin. Opiskelija tietää mitkä vaiheet kuuluvat puolijohteena käytetyn piin valmistusprosessiin ja ymmärtää puhdastilojen merkityksen valmistusprosessissa. Opiskelija tietää eron itseispuolijohteen ja seostetun puolijohteen välillä sekä tietää mitä seosaineita piissä käytetään. Opiskelija osaa laskea sopivia oletuksia käyttäen varaustenkuljettajien määrän termisessä tasapainossa ja tietää Fermi-tason merkityksen puolijohteilla. Opiskelija tietää mikä on pn-rajapinta ja kuinka niitä tehdään sekä osaa laskea tähän liittyviä fysikaalisia suureita.

Sisältö

1. Kidehilat
2. Piin alkeiskoppi
3. Millerin indeksit
4. Piipuolijohteiden valmistus
5. Kidevirheet
6. Puolijohteiden energiavyöt ja varauksenkuljettajat
7. Itseispuolijohteet ja seostetut puolijohteet; seostaminen (”douppaus”)
8. Puolijohteiden varauksenkuljettajat
9. Fermi-taso
10. Varauksenkuljettajien ylimäärä
11. pn-rajapinta

Arviointikriteerit, tyydyttävä (1)

1. Opiskelija osaa puolijohteiden valmistusprosessin päävaiheet.
2. Opiskelija tietää mitä varauksenkuljettajia piissä on.
3. Hän tietää mitä ovat itseispuolijohde ja seostettu puolijohde.
4. Opiskelija tietää yleisimmät kidevirheet piissä.

Arviointikriteerit, hyvä (3)

1. Opiskelija osaa laskea varauksenkuljettajien lukumäärän seostamattomalle ja seostetulle puolijohteelle.
2. Opiskelija osaa laskea seostamattoman ja seostetun puolijohteen sähkönjohtavuuden.
3. Opiskelija tietää mikä on Fermi-taso.
4. Opiskelija tietää mikä on pn-liitos.
5. Opiskelija osaa määrittää Millerin indeksit.
6. Opiskelija tietää mitä ovat kidehila ja alkeiskoppi.

Arviointikriteerit, kiitettävä (5)

1. Opiskelija tietää miten Fermi-tason sijainti muuttuu seostuksen mukaan.
2. Opiskelija osaa laskea Fermi-tason sijainnin.
3. Opiskelija osaa laskea sähkönjohtavuuden varauksen ylimäärä-tilanteessa.
4. Opiskelija osaa laskea atomien lukumäärän alkeiskopissa.