《化合物半导体材料与器件》课程教学大纲

《化合物半导体材料与器件》课程教学大纲课程代码：课程中文名称:化合物半导体材料与器件课程英文名称：CompoundSemiconductorMaterialsandDevices课程性质：选修课程学分数：2学分课程学时数：32学时授课对象：电子科学与技术专业本课程的前导课程：固体物理、半导体物理、场效应器件物理一、课程简介《化合物半导体材料与器件》是一门电子科学与技术专业的专业核心课程，所涉及的专业技术内容有：化合物半导体材料，化合物半导体器件，半导体异质结的形成，半导体异质结的能带，异质结双极晶体管，金属半导体肖特基接触，金属半导体场效应晶体管，调制掺杂场效应晶体管，半导体光电子器件，宽带隙化合物半导体器件等基础化合物半导体材料和器件知识。旨在培养电子科学与技术专业的学生，能够在半导体领域内掌握相关理论基础和器件结构的技术人才。二、教学基本内容和要求第一章化合物半导体材料与器件基础主要教学内容：（1）、半导体材料的分类；（2）、化合物半导体材料晶格结构；（3）、化合物半导体材料化学键和极化；（4）、化合物半导体材料能带结构；（5）、化合物半导体材料施主和受主能级；（6）、化合物半导体材料载流子迁移率；（7）、化合物半导体器件的发展方向。教学要求：1）、了解元素半导体、化合物半导体、半导体固溶体概念和种类。2）、了解化合物半导体器件的发展方向。3）、理解化合物半导体材料的晶格结构、化学键和极化。4）、掌握化合物半导体材料的能带结构、施主和受主能级以及载流子迁移率。重点：掌握化合物半导体材料的能带结构、施主和受主能级。难点：掌握化合物半导体的载流子迁移率。第二章半导体异质结主要教学内容：（1）、异质结的形成；（2）、异质结的能带图；（3）、突变异质结的伏安特性和注入特性；（4）、异质结的超注入现象；（5）、二维电子气的形成及能态；（6）、多量子阱与超晶格。教学要求：1）、理解异质结的概念。2）、理解异质结的能带图。3）、了解二维电子气的形成和能态。重点：掌握半导体异质结能带结构。难点：量子阱与二维电子气。第三章异质结双极晶体管主要教学内容：（1）、异质结双极晶体管的基本结构；（2）、异质结双极晶体管的增益，异质结双极晶体管的频率特性；（3）、先进的异质结双极晶体管。教学要求：1）、掌握异质结双极晶体管的基本结构。2）、了解异质结双极晶体管的增益特性。3）、掌握异质结双极晶体管的频率特性。4）、了解先进的异质结双极晶体管。重点：异质结双极晶体管的增益。难点：异质结双极晶体管的频率特性。第四章化合物半导体场效应晶体管主要教学内容：（1）、金属半导体肖特基接触；（2）、金属半导体场效应晶体管；（3）、调制掺杂场效应晶体管。教学要求：1）、了解金属半导体肖特基接触的基本模型。2）、掌握金属半导体肖特基接触的能带结构。3）、了解金属半导体场效应晶体管的器件结构和特性。重点：金属半导体肖特基接触的能带结构，金属半导体场效应晶体管的工作原理。难点：金属半导体场效应晶体管的噪声理论。第五章半导体光电子器件主要教学内容：（1）、半导体的光学性质；（2）、太阳能电池；（3）、光电探测器件；（4）、发光二极管和半导体激光器。教学要求:1）、了解光的本质。2）、掌握半导体的辐射跃迁，半导体光吸收原理和光伏效应。3）、掌握太阳能电池pn结电流-电压特性。4）、掌握光电探测器件的原理和结构。5）、理解发光二极管和半导体激光器的特性。重点：掌握半导体的辐射跃迁，半导体光吸收原理和光伏效应；掌握太阳能电池pn结电流-电压特性。难点：掌握光电探测器件的原理和结构；理解发光二极管和半导体激光器的特性。第六章宽带隙化合物半导体器件（6学时）主要教学内容：（1）、宽带隙半导体材料基本特性；（2）、碳化硅器件及其应用；（3）、氮化镓器件及其应用；（4）、其他宽带隙半导体器件教学要求：1）、掌握宽带隙半导体材料基本特性2）、了解碳化硅器件及其应用3）、了解氮化镓器件及其应用重点：掌握宽带隙半导体材料基本特性难点：掌握碳化硅器件及其应用和氮化镓器件及其应用。三、实验教学内容及基本要求无四、教学方法与手段化合物半导体材料与器件这门课程主要采用讲授法、讨论法等方法进行教学。教学手段采用多媒体教学为主，多种教学方式为辅。五、教学学时分配章节与内容课时作业量备注第一章化合物半导体材料与器件基础8学时2讲课7学时习题1学时第二章半导体异质结4学时1讲课4学时第三章异质结双极晶体管4学时1讲课4学时第四章化合物半导体场效应晶体管4学时1讲课4学时第五章半导体光电子器件8学时2讲课7学时习题1学时第六章宽带隙化合物半导体器件4学时1讲课4学时合计32学时8讲课30学时习题2学时六、考核方式与成绩评定标准1、考核方法:平时成绩加期末考试成绩综合评定2、成绩评定：期末试卷考核成绩60%+平时成绩(出勤率与作业成绩)4