- Anda tahkiste tsoonidiagrammide ja juhtivusmehhanismide teoreetilised alused.
- Esitada pooljuhtseadiste ja integraalskeemide valmistamise põhitehnoloogiate kirjeldused ja praktilised rakendused.
- Selgitada põhiliste pooljuhtstruktuuride tööprintsiipe ja esitada nende elektriliste karakteristikute ja parameetrite kujunemise põhjendused.
- Õpetada lahendama mainitud teoreetilisi teadmisi kasutades teemaga seotud ülesandeid seostades lahendustulemused praktikaga.

- To give the theoretical bases of semiconductor materials bandgap structure and the flow of the charge carriers mechanisms.
- To give knowledge about the basic technologies for the semiconductor devices and integrated circuits and their applications.
- To explain the acting principles of most important semiconductor structures and to give the explanation of forming of their electrical characteristics and parameters.
- To teach to solve main problems related to the theory mentioned above and to show possible applications in practice.

Kursuse läbinud üliõpilane:
- saab aru tahkise tsoonidiagrammist ja oskab määrata Fermi nivood lisandpooljuhis ning oskab kirjeldada laengukandjate transpordimehhanisme tahkises;
- oskab kirjeldada planaartehnoloogia põhietappe ja teab põhiliste valmistamistehnoloogiate parameetreid ning probleeme;
- oskab määrata lisandijaotusi ja kihtide paksusi pooljuhtaluses (tahkises);
- tunneb pn-siirde, bipolaartransistori, väljatransistori tööprintsiipe ja staatilisi ning dünaamilisi elektrilisi karakteristikuid;
- oskab määrata voolu ülekandetegureid, laengukandjate transporti bipolar- ja väljaseadistes ja siirete ning parasiitmahtuvusi;
- tunneb mõõtmete vähendamisest (scale down) tulenevaid probleeme laengukandjate transpordile ja teistele mikroskeemide võtmeparameetritele;
- tunneb pooljuhtseadiste modelleerimise ja simuleerimise aluseid ning elementaarseid disaini reegleid ja julgeoleku reeglistiku;
- oskab rakendada oma teadmisi praktiliste ülesannete lahendamisel ja tunneb hinnata saadud tulemuste tõepärasust.

Having passed the course a student:
- has to understand the band-gap structure of solids, has to be able to determine the Fermi level in doped semiconductors, and has to be able to describe the transport mechanisms of charge carrieriers in solids;
- has to be able to describe the basic stages of planar technology and has to be informed about the basic parameters and problems of manufacturing technologies of semiconductor devices and IC-s;
- has to determine the impurity distributions and the thicknesses of layers in semiconductor substrates;
- has to be familiar with the statical and dynamical characteristics characteristics and acting principles of pn-junction, bipolar- and field effect devices;
- has to be able to define the current gain factors, the charge carrier transport in bipolar and field effect devices and parasitic capacitancies;
- has to be acknowledged abouit the scale down phenomenon on charge carrier transport and on other key factors of IC-s;
- has to be informed about the basics of modelling and simulation of semiconductor structures and elementary design and safety rules;
- has to check and estimate the correctness of results obtained by solution of practical exercises.

(Annotatsioon läbitavatest teemadest):
Tahkiste tsoonidiagrammid. Juhtivuselektronid ja -augud. Laengukandjate statistika. Puht- ja lisandpooljuht. Boltzmanni transpordivõrrand. Hajumismehhanismid. Elektrijuhtivus. Transport tugevates elektriväljades.
Mikrotehnoloogiavõimalused ja kasutatavad materjalid ja põhitehnoloogiad. Monoliit- ja hübriidtehnoloogiad. Monoliitskeemitehnika alused (BIP, MOS, CMOS, BiCMOS, SiGe/CMOS, jt). Komponentide klassifikatsioon.
Dioodid, bipolaar- ja väljatransistorid, türistorid: nende ehitus, tööpõhimõte, karakteristikud, erineva taseme mudelid ja nende parameetrite määramine. Elementide konstruktsiooniiseärasused mikroskeemides, layout ja volumeout. Regulaarse ja ebaregulaarse struktuuriga mikrolülitused (RAM, ROM, EPROM, jt).
Pooljuhtseadiste modelleerimise ja simuleerimise meetodid ja vahendid. Mõõtmete vähendamine, topoloogia reeglistikud ja julgestus eeskirjad. Praktilisi disaini näiteid.

The control of theoretical knowledge takes place in two tests during the semester using the Web-based test environment. Every test consists of theoretical and practical part. The practical part means the solving of exercises from the specific field. The test results in points form the 2/3 part of the final examination mark. The rest of 1/3 of the final examination mark will be formed on base of successful composition and defense of the report of the design exercise using MicroWind design tool. The final total examination mark will be defined on base of summarized sub-points of two test and design exercise report (minimally 153 points totally). The examination will handled as positive, when these 153 or more points will be summarized on base of collection of 51 points or more during all sub-examination categories.

Teoreetiliste teadmiste kontroll toimub kaks korda semestris Web-keskkonnas läbiviidava testi abil. Iga test sisaldab teoreetilist ja praktilist (ülesannete lahendamine) osa. Testil saavutatud tulemused moodustavad 2/3 lõplikust eksamihindest. Puuduva 1/3 eksamihindest annab disainiülesande (kasutades projekteerimisvahendit MicroWind) aruande koostamine ja edukas kaitsmine ja selle eest antud punktid. Eksamihinne kujuneb seega kahe testi ja praktilise disaini aruande punktide summeerimisel. Eksamitulemus loetakse positiivseks (minimaalselt 153 punkti) ja eksam sooritatuks kui nimetatud 153 või enam punkti summeerub kõigi eksamite osades 51 või enama punkti piiri ületamisel.

The control of theoretical knowledge takes place in two tests during the semester using the Web-based test environment. Every test consists of theoretical and practical part. The practical part means the solving of exercises from the specific field. The test results in points form the 2/3 part of the final examination mark. The rest of 1/3 of the final examination mark will be formed on base of successful composition and defense of the report of the design exercise using MicroWind design tool. The final total examination mark will be defined on base of summarized sub-points of two test and design exercise report (minimally 153 points totally). The examination will handled as positive, when these 153 or more points will be summarized on base of collection of 51 points or more during all sub-examination categories.

Iseseisev töö seisneb kursuse teoreetiliste materjalide läbitöötamises ja harjutusülesannete lahendamises. Töö maht statsionaarses õppes - 80 tundi, kaugõppes - 100 tundi.

The independent self-work of students forsees the learning of the theoretical material of the course and the solving of practical exercises. Training capacities for the course in the stationary learning is 80 hours and in the distance learning 100 hours.

Põhiõpik:
S. M. Sze, Kwok K. Ng: Physics of Semiconductor Devices. J. Wiley &Sons (Wiley Interscience) 2007, pp. 815, ISBN 0-471-143323-5.
Täiendav kirjandus:
Artiklid ajakirjades: IEEE Transaction on Electron Devices ja Solid State Electronics.

-