Micro and nanoelectronic devices
Résumé
Ce cours est une introduction aux principes physiques des composants à semiconducteurs (transistors bipolaires, MOSFET et autres) et à leur modèlisation. Les performances électriques (digitales et analogiques) et leur implémentation technologique sont discutés.
Contenu
1. Introduction
2. Physique de base des dispositifs à semiconducteurs
Electrons et trous dans le silicium, bandes d'énergie, silicium de type n et p, jonction p-n, potentiel interne et externe, jonction abrupte, equations courant-tension, capacité de diffusion, capacité MOS : accumulation, dépletion, inversion, distribution des charges dans le silicium, capacités de la structure MOS, régime non-stationnaire, Diode avec grille, effets à haut champ électrique
3. Diodes: jonction p-n, diode p-i-n diode, diode Schottky, diode Esaki, photodiode. Physique du principe, modélisation des caractéristiques, implémentation technologique.
4. Transistors bipolaires : structure et principe, fonctionnement, équations de base, modèles en régimes statiques et dynamiques, schéma équivalent de petits signaux.
5. Transistors MOSFET: principes, modèles et régimes de fonctionnement, implémentations sur silicium massif et silicium-sur-isolant, effets de canal court, architectures nano-CMOS nouvelles, figures de mérite et règles de réduction d'échelle du CMOS.
6. Transistors Tunnel FET pour applications low power: principe et performances.
6. Mémoire non-volatiles: transistor à grille flottante, transistor Métal-Insolant-Oxyde, transistors et mémoires NEMS
Compétences requises
Cours prérequis indicatifs
Electronique I et II
Acquis de formation
A la fin de ce cours l'étudiant doit être capable de:
- Analyser le fonctionnement des composants électronique
- Evaluer des ordres des grandeurs des courants dans des dispositifs électronioques
- Utiliser des modèles adaptés des courants dans les semiconducteurs
- Evaluer les performances d'un switch électronique
- Evaluer des perfromances analogiques d'un transistor
Méthode d'enseignement
Ex cathedra
Méthode d'évaluation
Ecrit
Ressources
Bibliographie
Livres :
1. Y. Taur and T.H. Ning, Fundamentals of Modern VLSI Devices, Cambridge University Press, 1998 (in English)
Ressources en bibliothèque
Polycopiés
1. Dispositifs micro-nanoélectroniques, Notes de cours, A.M. Ionescu.
Liens Moodle
Préparation pour
Conception des Circuits analogiques I et II, Laboratoires et projets
In the programs
- Semester: Spring
- Exam form: Written (summer session)
- Subject examined: Micro and nanoelectronic devices
- Lecture: 3 Hour(s) per week x 14 weeks
- Exercises: 1 Hour(s) per week x 14 weeks
- Semester: Spring
- Exam form: Written (summer session)
- Subject examined: Micro and nanoelectronic devices
- Lecture: 3 Hour(s) per week x 14 weeks
- Exercises: 1 Hour(s) per week x 14 weeks