东南大学《半导体物理基础》教学大纲.doc

半导体物理基础教学大纲 （总学分：2.0 总上课时数：32 ）东南大学电子工程系一课程的地位与任务本课程是电子科学与技术专业类的一门专业基础课。学生在学习“固体物理基础”课的基础上， 通过本课程的学习，掌握半导体物理的基本物理概念、模型以及各种特性。学会应用半导体物理学理论分析和处理问题的手段和方法，为学生学习其它专业课(电子器件、集成电路等)以及今后从事半导体专业工作打下一个理论基础。二、课程内容的教学要求1.半导体的一般特性（Basic Semiconductor Properties）（1） 回顾先修课程中关于孤立原子及自由电子运动状态，半导体晶体结构，共有化运动，导体、绝缘体、半导体结构方面的知识。 （2）了解半导体材料种类及特性（3）了解硅和锗的能带结构，-族化合物半导体的能带结构。2 .载流子分布（Eguilibrium Carrier Statistics）（1）熟练掌握能带及费米能级概念，以及在半导体特性分析中的应用。 （2）熟悉本征半导体和杂质半导体的导电特性，掌握施主杂质、受主杂质及杂质补偿概念。（3）掌握状态密度，载流子的统计分布，本征半导体的载流子浓度，杂质半导体的载流子浓度，一般情况下的载流子统计分布的表示方法。（4）熟悉载流子浓度、费米能级与温度及掺杂浓度之间的关系。（5）掌握简并半导体和非简并半导体的概念。3 .载流子复合-产生（Recombination-Generation） （1）掌握非子注入与复合、非平衡载流子的浓度表达式、衰减、寿命等概念。 （2）了解准费米能级概念，进而掌握非平衡状态下载流子浓度的表示方法。（3）了解直接复合，间接复合等的复合机制。4 .载流子的散射（Carrier Scattering）（1）晶格振动散射（2）电离杂质散射5. 载流子的漂移和扩散（Carrier Drift and Carrier Diffusion）（1）掌握载流子的漂移运动和迁移率的概念。（2）掌握载流子的散射，迁移率与杂质浓度和温度的关系。电阻率与杂质浓度、温度的关系。（3）理解强电场下的效应和热载流子、多能谷散射和耿氏效应。（4）掌握载流子的扩散运动，扩散运动方程（5）掌握爱因斯坦关系式，连续性方程。6. 半导体与外界作用 （Semiconductor and External environment）（1）理解半导体与热（2）理解半导体与光（3）理解半导体与磁 （4）理解半导体与力7. 半导体与金属（Semiconductor and Metal）（1）掌握半导体与金属接触的能带图（2）掌握肖特基接触（3）掌握欧姆接触8. 半导体与半导体（Semiconductor and Semiconductor）（1）掌握p-n结的概念及相应的能带图表示方法。（2）掌握p-n结电流电压特性。（3）掌握p-n结电容的类型及影响因素。（4）理解p-n结击穿的概念9. 半导体与绝缘体（Semiconductor and Insulator）（1）了解绝缘栅结构的特点。（2）了解介质电荷。（3）了解表面态概念。三、能力培养的要求1. 分析能力的培养：要求学生通过对半导体物理基本概念和模型的学习，能够利用半导体中载流子产生、复合和运动的规律，分析半导体p-n结及相关器件的特性。2. 计算能力的培养：要求学生通过本课程的学习，熟练掌握能带图和费米能级的分析应用，掌握本征半导体，杂质半导体载流子浓度的计算，掌握p-n结接触电势差和载流子分布的计算，掌握p-n结电流电压方程式的推导。3. 自学能力的培养：通过本课程的教学，要培养和提高学生对所学知识进行整理、概括、消化吸收的能力，以及围绕课堂教学内容，阅读参考书籍和资料，自我扩充知识领域的能力。4. 表达能力的培养：主要是通过作业，课堂互动，清晰、整洁地表达自己解决问题的思路和步骤的能力。5. 创新能力的培养：培养学生独立思考、深入钻研问题的习惯，和对问题提出多种解决方案、选择不同计算方法，以及对计算进行简化和举一反三的能力。五、建议学时分配课 程 内 容讲 课习题课或课堂讨论实 验上 机 302半导体的一般特性 2载流子分布4载流子复合-产生 41载流子的散射2载流子的漂移和扩散61半导体与外界作用2半导体与金属2半导体与半导体4半导体与绝缘体4六、考核方式总评成绩平时成绩（包括作业及出勤）期