KỸ SƯ TÀi năng ngành vật lý KỸ thuậT (Chuyên ngành: Vật liệu điện tử và công nghệ nano)


PH4120 Mô phỏng linh kiện và quá trình bán dẫn



tải về 2.04 Mb.
trang21/23
Chuyển đổi dữ liệu07.04.2018
Kích2.04 Mb.
#36834
1   ...   15   16   17   18   19   20   21   22   23

PH4120 Mô phỏng linh kiện và quá trình bán dẫn


1. Tên học phần: MÔ PHỎNG LINH KIỆN VÀ QUÁ TRÌNH BÁN DẪN

2. Mã số: PH4120

3. Khối lượng: 2(1.5-0.5-0.5-4)

  • Lý thuyết: 35 giờ

  • Bài tập: 10 giờ

  • Thí nghiệm: 2 bài

4. Đối tượng tham dự: Sinh viên đại học các ngành kỹ thuật từ học kỳ 5.

5. Điều kiện học phần:

  • Học phần tiên quyết:

  • Học phần học trước: PH3190

  • Học phần song hành:

6. Mục tiêu học phần và kết quả mong đợi

Sinh viên nắm được những khái niệm và kỹ năng cơ bản về mô phỏng vật lý các linh kiện bán dẫn và vi điện tử, đặc biệt là các linh kiện kích thước nano và các linh kiện quang điện tử thế hệ mới trên cơ sở các cấu trúc lượng tử, kỹ năng mô phỏng các quá trình công nghệ chủ yếu trong sản xuất các linh kiện bán dẫn.

Sau khi hoàn thành học phần này, yêu cầu sinh viên có khả năng:


  • Nắm được những khái niệm và kỹ năng cơ bản về mô phỏng vật lý các linh kiện bán dẫn và vi điện tử, đặc biệt là các linh kiện kích thước nano và các linh kiện quang điện tử thế hệ mới trên cơ sở các cấu trúc lượng tử

  • Có kỹ năng mô phỏng các quá trình công nghệ chủ yếu trong sản xuất các linh kiện bán dẫn.

  • Có thể tự thực hiện các chương trình mô phỏng. Có thể tiếp thu và sử dụng thành thạo các chương trình mô phỏng phổ biến trong lĩnh vực được đào tạo.

Mức độ đóng góp cho các tiêu chí đầu ra của chương trình đào tạo:

Tiêu chí

1.1

1.2

1.3

2.1

2.2

2.3

2.4

2.5

2.6

3.1

3.2

3.3

4.1

4.2

4.3

4.4

4.5

Mức độ

SD

SD

SD

GD

GD

GT

GD

GT

GT

GD

SD

GT

GT

GT

GD

SD

SD

7. Nội dung vắn tắt học phần:

- Các quá trình vật lý trong các hệ lượng tử và trong các linh kiện bán dẫn

- Các quá trình công nghệ sản xuất linh kiện bán dẫn

- Các phương pháp và kỹ năng mô phỏng bằng máy tính đối với vật lý và CN linh kiện bán dẫn.



8. Tài liệu học tập:

  • Sách, giáo trình chính:

  1. P. Harrison, Quantum Wells, Dots and Wires: Theoretical and Computational Physics. Univ. of Leed, John Wiley & Sons, pp. 456, 1999. ISBN 0 471 9845 7.

  2. P. L. DeVries, A First Course in Computational Physics, John Wiley & Sons, pp. 424, 1999. ISBN 0 471 54869 3.

  • Sách tham khảo:

  1. C. Jacoboni, P. Lugli, The Monte Carlo Method for Semiconductor Devices Simulation, Springer-Verlag, pp. 356, 1989, ISBN 3 211 82110 4.

  2. W. L. Luyben, Process Modeling, Simulation, and Control for Chemical Engineers, 2nd Ed., pp. 749, McGraw-Hill Publishing, ISBN 6 67 639159 9. Bài giảng (nếu có)

  • Phần mềm mô phỏng do giảng viên cung cấp hoặc lấy từ thư viện mã nguồn mở trên mạng Internet. Có thể sử dụng các gói phần mềm thích hợp do sinh viên tự tham khảo, sưu tầm.


9. Phương pháp học tập và nhiệm vụ của sinh viên:

  • Giảng viên trình bày nội dung kiến thức cơ bản trên lớp, các ví dụ tính toán và mô phỏng. Sinh viên cần tham dự đầy đủ các buổi lên lớp và nắm vững khối lượng, nội dung nhiệm vụ phải tự thực hiện.

  • Sinh viên tham gia tích cực vào các trao đổi theo nhóm làm việc, trình bày seminar và thực hiện bài tập có đánh giá hàng tuần theo cả nội dung tính toán và các bài tập mô phỏng, thực hiện 2 bài tập lớn.

10. Đánh giá kết quả: KT/BT(0.4)-T(TN/TL:0.6)

  • Điểm quá trình: trọng số 0.4

  • Bài tập làm đầy đủ, tham gia tích cực các seminar: trọng số 0,1 + 0,1

  • Kiểm tra giữa kỳ: trọng số 0,2

  • Thi cuối kỳ (trắc nghiệm và tự luận, hoặc vấn đáp, tùy theo điều kiện cụ thể): trọng số 0.6

11. Nội dung và kế hoạch học tập cụ thể

Tuần

Nội dung

Giáo trình

BT, TN,…

1

Lý thuyết vùng năng lượng. Cấu trúc tinh thể. Phương pháp khối lượng hiệu dụng. Lý thuyết vùng năng lượng. Chuyển tiếp dị chất. Phương pháp gần đúng hàm vỏ

Chương I

Các BT được GV giao theo nội dung

2

Giải phương trình Schrödinger. Mật độ trạng thái và phân bố trạng thái ở các vùng con.Các trường hợp giếng thế đơn vô hạn và hữu hạn đối xứng, bất đối xứng.

Chương II

Các BT được GV giao theo nội dung

3

Giải phương trình Schrödinger (tiếp) Siêu mạng. Ảnh hưởng trường ngoài (trường hợp giếng thế đơn).

Chương II

Các BT được GV giao theo nội dung

4

Các kỹ năng tính số. Phương pháp shooting. Điều kiện biên đối với tiếp xúc dị chất. Tường thế dạng parabole. Giếng thế Pöschl – Teller.

Chương III

Các BT được GV giao theo nội dung

5

Các kỹ năng tính số (tiếp). Kiểm tra tính hội tụ của nghiệm. Mở rộng cho trường hợp khối lượng hiệu dụng biến đổi. Giếng lượng tử kép. Tập hợp giếng lượng tử và siêu mạng hữu hạn.

Chương III

Các BT được GV giao theo nội dung

6

Các kỹ năng tính số (tiếp). Trường hợp sai lệch tường thế khỏi dạng parabole. Nghiệm tự hợp của hệ phương trình Poison-Schrödinger.

Chương III

Các BT được GV giao theo nội dung

7

Dây và chấm lượng tử. Khái niệm về hệ lượng tử 1-D và 0-D. Phương trình Schrödinger trong các dây lượng tử. Dây lượng tử vuông có chiều sâu vô hạn. Dây lượng tử có mặt cắt hình tròn.

Chương IV

Các BT được GV giao theo nội dung

8

Thi giữa học kỳ







9

Dây và chấm lượng tử (tiếp). Hộp lượng tử. Chấm lượng tử dạng hình cầu. Các trạng thái với số lượng tử l = 0. Sơ lược về các chấm lượng tử dạng hình tháp. Mật độ trạng thái.

Chương IV

Các BT được GV giao theo nội dung

10

Phương pháp Monte-Carlo trong mô phỏng vật lý linh kiện bán dẫn. Cơ sở của phương pháp Monte-Carlo và áp dụng cho mô phỏng linh kiện bán dẫn. Mô hình hình học của linh kiện bán dẫn. Thuật toán lực „hạt – lưới“.

Chương V

Các bài tập được GV giao theo nội dung và các đoạn code chương trình.

11

Phương pháp Monte-Carlo trong mô phỏng vật lý linh kiện bán dẫn (tiếp). Các kỹ thuật giải phương trình Poison và xác định phân bố trường thế. Kỹ thuật mô phỏng linh kiện bán dẫn bằng phương pháp Monte Carlo. Seminar.

Chương V

Các BT được GV giao theo nội dung và các đoạn code chương trình. Tìm hiểu, sử dụng các gói CT mô phỏng.

12

Các mô phỏng vật lý hệ bán dẫn. Ví dụ: Trường hợp giếng lượng tử bề mặt. Các cơ chế tán xạ điện tử chủ yếu.

Seminar.

Chương VI

Các bài tập được GV giao theo nội dung và các đoạn code chương trình.

13

Các phương trình cơ bản trong mô phỏng quá trình bán dẫn. Phương trình liên tục. Phương trình cân bằng năng lượng. Phương trình chuyển động. Phương trình vận chuyển. Phương trình trạng thái và trạng thái cân bằng. Động học các quá trình hóa học.

Chương VII

Các bài tập được GV giao theo nội dung và các đoạn code chương trình.

14

Seminar và Tìm hiểu, sử dụng các gói chương trình mô phỏng có sẵn.

Xây dựng phầm mềm mô phỏng.



Chương VII

Tìm hiểu, sử dụng các gói chương trình mô phỏng

15

Thi cuối kỳ







12. Nội dung các bài thí nghiệm (thực hành, tiểu luận, bài tập lớn)

BTL1: Tìm năng lượng điện tử bị giam hãm trong giếng thế hữu hạn ở vùng con thấp nhất, 2 buổi

BTL2: Chương trình mô phỏng linh kiện cụ thể (ví dụ, LED, BJT, v.v...)



tải về 2.04 Mb.

Chia sẻ với bạn bè của bạn:
1   ...   15   16   17   18   19   20   21   22   23




Cơ sở dữ liệu được bảo vệ bởi bản quyền ©hocday.com 2024
được sử dụng cho việc quản lý

    Quê hương