《半导体物理》课程教学大纲.doc

半导体物理课程教学大纲 课程编号：C030001 适用专业：微电子技术，微电子学 学时数：72（实验12） 学分数：45 先修课程：热力学与统计物理学、量子力学和固体物理学 考核方式：闭卷 执笔者：刘诺 编写日期：2004.5 一、课程性质和任务 半导体物理学是面向电子科学与技术方向本科生所开设的微电子技术专业和微电子学专业的一门专业基础课和学位课，是培养方案中的核心课程之一。开设的目的是使学生熟悉半导体物理的基础理论和半导体的主要性质，以适应后续专业课程的学习和将来工作的需要。 二、教学内容和要求 理论教学（60学时） 半导体中的电子状态（8学时）： 理解能带论。掌握半导体中的电子运动、有效质量，本征半导体的导电机构、空穴，锗、硅、砷化镓和锗硅的能带结构。 半导体中的杂质和缺陷能级（5学时）： 掌握锗、硅晶体中的杂质能级， - 族化合物半导体的杂质能级。理解缺陷、位错能级。 热平衡时半导体中载流子的统计分布（10学时）： 掌握状态密度，费米能级和载流子的统计分布，本征半导体的载流子浓度，杂质半导体的载流子浓度。理解一般情况下的载流子的统计分布。了解简并半导体。 半导体的导电性（8学时）： 掌握载流子的漂移运动，载流子的散射，迁移率与杂质浓度和温度的关系，玻尔兹曼方程。了解电导的统计理论。理解强电场效应，热载流子。 非平衡载流子（8学时）： 掌握非平衡载流子的注人与复合，非平衡载流子的寿命，准费米能级，复合理论，陷阱效应，载流子的扩散运动、爱因斯坦关系，理解连续性方程。 p-n结（0学时）： 了解p-n结及能带图，p-n结的电流电压特性，p-n结电容，p-n结击穿和p-n结隧道效应。 异质结（0学时）： 了解异质结及其能带图和异质结的电流输运机构。 金属和半导体的接触（10学时）： 掌握金属和半导体接触的整流理论。理解少数载流子的注人，欧姆接触。 半导体表面理论（10学时）： 掌握表面态、表面电场效应，MIS结构的电容一电压特性，理解硅一二氧化硅系统，表面电导及迁移率。 半导体磁效应（1学时）： 掌握霍耳效应。 为巩固课堂讲授的基本概念和基本理论，培养学生分析问题和解决问题的能力每章讲完后，需布置一定分量的课外作业。必做题约40道，选做题平均每章35题。 2.实验教学（12学时） “ 半导体物理实验 ” 包括了六个实验， MOS结构高频CV特性测试、MOS结构准静态CV特性测试、MOS结构中可动电荷测试、霍尔效应、椭偏法测SiO2 层的厚度及折射率、及参数测试以及高频光电导衰减法测量Si单晶少子寿命。教师根据实验设备数量选做四个实验。 教师在课堂讲解每个实验的基本原理、测试内容及实验要求，交待实验注意事项。 学生分组做实验，每组2人。要求学生必须自已动手做实验，独立处理实验数据，完成实验报告，回答思考题。 三、建议教材和参考资料 1.教材：（半导体物理学），西安交大刘恩科主编 2.参考资料： （1）Fundamental of Solid-State Electronics，Chi