Physique des semiconducteurs III - WPMSPSE7

Objectif(s)

L'objectif du cours est de donner aux étudiants une culture générale sur la physique des semi-conducteurs qui va au delà du matériau généralement enseigné, à savoir le silicium. Les connaissances acquises durant cet enseignement seront particulièrement utiles aux étudiants qui se destinent à étudier les semi-conducteurs aujourd’hui étudiés dans les laboratoires de recherches comme les semi-conducteurs pour l’énergie (nitrure ou ZnO pour des applications éclairage, grands gaps comme SiC, GaN ou diamant pour l’électronique de puissance ou encore les composés pour les prochaines générations de cellules photovoltaïques). Cet UE est aussi une occasion pour donner des connaissances approfondies sur le transport électronique dans les semi-conducteurs et la spécificités engendré par leur composition (IV-IV, III-V, II-VI, symétrie, alliage, polaire ou non, etc…).

Contenu(s)

• Structure cristalline des semi-conducteurs IV-IV, III-V, II-VI, rappels réseaux réciproques.
• Structure de bandes des différents semi-conducteurs et densité d’états associées.
• Distribution Fermi Dirac, population états délocalisés et états localisés.
• Modèle hydrogénoide, masse effective pour les impuretés peu profondes.
• Equation de neutralité et dépendance en température de la densité de porteurs.
• Effets de fort dopage : écrantage, énergie d’ionisation versus dopage, hopping, transistion métal isolant.
• Phonons dans les semi-conducteurs IV-IV, III-V, II-VI.
• Equation transport Boltzmann, temps de relaxation.
• Processus de diffusion dans les semi-conducteurs IV-IV, III-V, II-VI : impuretés neutres et ionisées, phonon polaire et non polaire, intervallée et intravallée.
• Mobilité dans les semi-conducteurs IV-IV, III-V, II-VI.
• Hétéro-structure et transistor à effet de champs à forte mobilité.

Physique du solide
Physique des semiconducteurs
Physique des composants à semiconducteur