УЧЕБНА ПРОГРАМА
на специализиран лекционен курс пред докторанти

по „Физика на полупроводникови хетероструктури”

(Електрични, оптични и магнитни свойства на кондензираната материя)

Общ хорариум лекции и практически упражнения 30 часа

лектор ст.н.с. II степен Симеон Симеонов

1. 
   Анотация
   

Основната цел на този курс лекции и упражнения е да даде единен подход към определянето и анализа на електрофизичните свойства на полупроводникови хетеропреходи, структури метал - полупроводник с Шотки бариер и структури метал – диелектрик -полупроводник. В началото конспективно се излага необходимия материал от физиката на полупроводниците и по - специално на полупроводниковите p-n преходи. Поради това изложеният материал е достъпен за всички докторанти с висше образование по физика, физика на полупроводниците, инженерна физика или инженери по полупроводникова техника и технология.

2. 
   Раздели
   

Раздел 1. Зонна структура на полупроводниците
Разглежда се класификацията на електронните състояния в твърдите тела, разпределението на електроните в собствени и примесни полупроводници.

Лекция 1.1 „Кристални решетки, обратна решетка, електронни нива в периодичен потенциал” – 2 часа

Лекция 1.2 „ Разпределение на електроните и дупките в собствен и примесен полупроводник, частична компенсация” – 2 часа
Раздел 2. Дрейф и дифузия на носители на заряд в полупроводници
Разглежда се дрейфа в електрично поле, дифузията, генерацията и рекомбинацията на електрони и дупки.

Лекция 2.1 „Електропроводимост на хомогенни полупроводници, генерация, рекомбинация и дифузия на носители на заряд в тях” – 2 часа.

Лекция 2.2 „Разпределение на основни и неосновни носители на заряд в p-n преходи без и с подадено външно напрежение към тях, волт – капацитивни и волт – амперни характеристики” – 2 часа.
Раздел 3. Разпределение на носителите на заряд в полупроводникови хетероструктури
Разглежда се пространственото разпределение на основни и неосновни носели на заряд в полупроводникови хетеропреходи, нонтакти метал – полупроводник с Шотки бариер и структури метал - диелектрик (оксид)- полупроводник, (МДП структура), без и с подадено външно напрежение към тези структури.

Лекция 3.1 „Анизотипен хетеропреход, контакт метал – полупроводник с Шотки бариер, волт – капацитивни и волт – амперни характеристики” – 2 часа.

Лекция 3.2 „ Акумулация, обеднение и инверсия в структури метал - диелектрик (оксид) - полупроводник» - 2 часа.

Практическо занятие 3.3 «Измерване и анализ на волт – фарадна характеристика на контакт метал – полупроводник с Шотки бариер” – 1 час.

Практическо занятие 3.4 „Измерване и анализ на волт - фарадна характеристика на МДП структура” – 3 часа.
Раздел 4. Проводимост на диелектрични слоеве
Разглеждат се механизмите за пренос на заряд в диелектрични слоеве както и методите за определяне параметрите на дълбоките нива, които участват в проводимостта на тези слоеве.

Лекция 4.1 „Емисия на Шотки, емисия Фаулер- Нордхайм на интерфейса метал - диелектрик в МДП структури” – 2 часа.

Лекция 4.2 „Емисия на Пул – Френкел, механизми на тунелна емисия в обема на диелектрични слоеве”- 2 часа.

Лекция 4.3 „Термостимулирани токове в полупроводници и диелектрици” – 2 часа.

Практическо занятие 4.4 „Измерване и анализ на волт - амперната характеристика при различни температури на МДП структура” – 3 часа.
Раздел 5. Волт капацитивна спектроскопия на дълбоки нива
Разглеждат се методите за определяне концентрацията, положението в забранената зона и сечението за захващане на дълбоките нива чрез волт – капацитивни измервания.

Лекция 5.1 „Нестационарна спектроскопия на дълбоки нива , (DLTS метод)” – 2 часа.

Практическо занятие 5.2 „Измерване и анализ на DLTS спектрите на полупроводникови и МДП структури за определяне параметрите на дълбоките нива в тях” – 3 часа.

3. 
   Препоръчана литература
   

Н. Ашкрофт, Н. Мермин, Физика твердого тела , Мир, Москва, 1979.

С. Зи, Физика полупроводниковых приборов, Мир, Москва, 1986.

М. Шур, Физика полупроводниковых приборов, Мир, Москва, 1992.

P. Braunlich (editor), Thermally Stimulated Relaxation in Solids, Springer, Berlin, 1979.

P. Balk (editor), Si-SiO₂ system, Elsevier, Amsterdam, 1988.

4. Конспект за изпит по специализирания лекционен курс пред докторанти

„Физика на полупроводникови хетероструктури”

1. 
   Зонна диаграма на контакт метал – полупроводник с Шотки бариер.
   
2. 
   Зависимост на капацитета на контакт метал – полупроводник с Шотки бариер от приложено външно напрежение
   
3. 
   Волт – амперна характеристика на идеален Шотки диод, дифузионна и термоелектронна теория.
   
4. 
   Волт – амперна характеристики на реални Шотки диоди, участие на дълбоки нива в преноса на заряд.
   
5. 
   Волт – фарадна характеристика на идеална МДП структура.
   
6. 
   Волт – фарадна характеристика на реални МДП структури, влияние на интерфейсни състояния и на дълбоки нива в обема на диелектрика.
   
7. 
   Емисия на Шотки и емисия Фаулер- Нордхайм в МДП структури.
   
8. 
   Емисия на Пул – Френкел, емисия Фаулер- Нордхайм от дълбоки нива, тунелиране по дълбоки нива в обема на диелектрични слоеве.
   
9. 
   Термично стимулирано освобождаване на захванат от дълбоки нива електрически заряд в полупроводници и диелектрици.
   
10. 
    Изменение на капацитета на Шотки структури с дълбоки нива при импулсни измервания
    
11. 
    Изследване на дълбоки нива в полупроводникови структури чрез DLTS метода.