Physics of semiconductors III PhSem DD - 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 spécificité 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 hydrogénoïde, masse effective pour les impuretés peu profondes.
• Équation 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.
• Équation 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

Contrôle des connaissances

Semestre 9 - L'examen existe uniquement en anglais 

Écrit de 2h

Informations complémentaires

Semestre 9 - Le cours est donné uniquement en anglais 

Bibliographie

Physique des semiconducteurs et des composants électronique - Henry Mathieu - Dunod
Fundamentals of carrier transport - Mark Lundstrom - Cambridge university press
Physical foundations of solid-state devices - E.F. Schubert
Solid State Physics, Ashcroft and Mermin
Physics of semiconductor devices – S.M. Sze and NG. Kwok, WILEY