第一篇：半導(dǎo)體物理課程教學(xué)大綱

《半導(dǎo)體物理》課程教學(xué)大綱

課程編號：C030001 適用專業(yè)：微電子技術(shù)，微電子學(xué)

學(xué)時數(shù)：72（實(shí)驗(yàn)12）學(xué)分?jǐn)?shù)：4．5

先修課程：《熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理學(xué)》、《量子力學(xué)》和《固體物理學(xué)》

考核方式：閉卷

執(zhí)筆者：劉諾

編寫日期：2004.5

一、課程性質(zhì)和任務(wù)

《半導(dǎo)體物理學(xué)》是面向電子科學(xué)與技術(shù)方向本科生所開設(shè)的微電子技術(shù)專業(yè)和微電子學(xué)專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課和學(xué)位課，是培養(yǎng)方案中的核心課程之一。開設(shè)的目的是使學(xué)生熟悉半導(dǎo)體物理的基礎(chǔ)理論和半導(dǎo)體的主要性質(zhì)，以適應(yīng)后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和將來工作的需要。

二、教學(xué)內(nèi)容和要求

理論教學(xué)（60學(xué)時）

半導(dǎo)體中的電子狀態(tài)（8學(xué)時）：

理解能帶論。掌握半導(dǎo)體中的電子運(yùn)動、有效質(zhì)量，本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)、空穴，鍺、硅、砷化鎵和鍺硅的能帶結(jié)構(gòu)。半導(dǎo)體中的雜質(zhì)和缺陷能級（5學(xué)時）：

掌握鍺、硅晶體中的雜質(zhì)能級，Ⅲ-Ⅴ 族化合物半導(dǎo)體的雜質(zhì)能級。理解缺陷、位錯能級。

熱平衡時半導(dǎo)體中載流子的統(tǒng)計(jì)分布（10學(xué)時）：

掌握狀態(tài)密度，費(fèi)米能級和載流子的統(tǒng)計(jì)分布，本征半導(dǎo)體的載流子濃度，雜質(zhì)半導(dǎo)體的載流子濃度。理解一般情況下的載流子的統(tǒng)計(jì)分布。了解簡并半導(dǎo)體。半導(dǎo)體的導(dǎo)電性（8學(xué)時）：

掌握載流子的漂移運(yùn)動，載流子的散射，遷移率與雜質(zhì)濃度和溫度的關(guān)系，玻爾茲曼方程。了解電導(dǎo)的統(tǒng)計(jì)理論。理解強(qiáng)電場效應(yīng)，熱載流子。

非平衡載流子（8學(xué)時）：

掌握非平衡載流子的注人與復(fù)合，非平衡載流子的壽命，準(zhǔn)費(fèi)米能級，復(fù)合理論，陷阱效應(yīng)，載流子的擴(kuò)散運(yùn)動、愛因斯坦關(guān)系，理解連續(xù)性方程。

p-n結(jié)（0學(xué)時）：

了解p-n結(jié)及能帶圖，p-n結(jié)的電流電壓特性，p-n結(jié)電容，p-n結(jié)擊穿和p-n結(jié)隧道效應(yīng)。

異質(zhì)結(jié)（0學(xué)時）：

了解異質(zhì)結(jié)及其能帶圖和異質(zhì)結(jié)的電流輸運(yùn)機(jī)構(gòu)。金屬和半導(dǎo)體的接觸（10學(xué)時）：

掌握金屬和半導(dǎo)體接觸的整流理論。理解少數(shù)載流子的注人，歐姆接觸。

半導(dǎo)體表面理論（10學(xué)時）：

掌握表面態(tài)、表面電場效應(yīng)，MIS結(jié)構(gòu)的電容一電壓特性，理解硅一二氧化硅系統(tǒng)，表面電導(dǎo)及遷移率。

半導(dǎo)體磁效應(yīng)（1學(xué)時）：

掌握霍耳效應(yīng)。

為鞏固課堂講授的基本概念和基本理論，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力．每章講完后，需布置一定分量的課外作業(yè)。必做題約40道，選做題平均每章3－5題。

2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)（12學(xué)時）

“ 半導(dǎo)體物理實(shí)驗(yàn) ” 包括了六個實(shí)驗(yàn)，MOS結(jié)構(gòu)高頻C－V特性測試、MOS結(jié)構(gòu)準(zhǔn)靜態(tài)C－V特性測試、MOS結(jié)構(gòu)中可動電荷測試、霍爾效應(yīng)、橢偏法測SiO2 層的厚度及折射率、及參數(shù)測試以及高頻光電導(dǎo)衰減法測量Si單晶少子壽命。教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備數(shù)量選做四個實(shí)驗(yàn)。

教師在課堂講解每個實(shí)驗(yàn)的基本原理、測試內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)要求，交待實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)。?

學(xué)生分組做實(shí)驗(yàn)，每組2人。要求學(xué)生必須自已動手做實(shí)驗(yàn)，獨(dú)立處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，回答思考題。

三、建議教材和參考資料

1.教材：（半導(dǎo)體物理學(xué)），西安交大劉恩科主編

2.參考資料：

（1）Fundamental of Solid-State Electronics，Chih-Tang Sah（U.S.A.）

（2）《半導(dǎo)體物理學(xué)》，葉良修編

（3）《半導(dǎo)體物理學(xué)》，顧祖毅編

（4）《半導(dǎo)體物理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書》，自編講義

第二篇：半導(dǎo)體物理教學(xué)大綱（精選）

《半導(dǎo)體物理》

課程編號：01500277

課程名稱：半導(dǎo)體物理 Semiconductor Physics 學(xué)分：3.5 學(xué)時: 56

先修課程： 固體物理、量子力學(xué)、理論物理

一、目的與任務(wù)

《半導(dǎo)體物理學(xué)》是電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的一門必修課程。通過學(xué)習(xí)本課程，使學(xué)生掌握半導(dǎo)體物理的基本理論和基本規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生分析和應(yīng)用半導(dǎo)體各種物理效應(yīng)的能力，同時為后繼課程《半導(dǎo)體器件》與《半導(dǎo)體集成電路》的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

本課程的任務(wù)是揭示和研究半導(dǎo)體的微觀機(jī)構(gòu)，從微觀的角度解釋發(fā)生在半導(dǎo)體中的宏觀物理現(xiàn)象；重點(diǎn)學(xué)習(xí)半導(dǎo)體中的電子狀態(tài)及運(yùn)動規(guī)律；學(xué)習(xí)半導(dǎo)體中載流子的統(tǒng)計(jì)分布、輸運(yùn)理論及相關(guān)規(guī)律；學(xué)習(xí)載流子在輸運(yùn)過程中發(fā)生的一些宏觀物理現(xiàn)象；學(xué)習(xí)半導(dǎo)體的某些基本結(jié)構(gòu)，包括金屬半導(dǎo)體結(jié)及表面問題。

二、教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時分配

第一章 半導(dǎo)體中的電子狀態(tài)（8學(xué)時）1．半導(dǎo)體中的電子狀態(tài)與能帶 2．半導(dǎo)體中電子的運(yùn)動有效質(zhì)量 3．本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)空穴 4．硅和鍺的能帶結(jié)構(gòu)

第二章 半導(dǎo)體中雜質(zhì)和缺陷能級（2學(xué)時）1．硅、鍺晶體中的雜質(zhì)能級 2．Ⅲ-V族化合物中的雜質(zhì)能級

第三章 半導(dǎo)體中載流子的統(tǒng)計(jì)分布（8學(xué)時）1．狀態(tài)密度

2．費(fèi)米能級和載流子的統(tǒng)計(jì)分布 3．本征半導(dǎo)體的載流子濃度 4．雜質(zhì)半導(dǎo)體的載流子濃度 5．一般情況下的載流子統(tǒng)計(jì)分布 6．簡并半導(dǎo)體

第四章 半導(dǎo)體的導(dǎo)電性（8學(xué)時）1．載流子的漂移運(yùn)動遷移率 2．載流子的散射

3．遷移率與雜質(zhì)濃度和溫度的關(guān)系 4．電阻率及其與雜質(zhì)濃度和溫度的關(guān)系 5．波爾茲曼方程電導(dǎo)率的統(tǒng)計(jì)理論 6．強(qiáng)電場下的效應(yīng)，熱載流子 7．多能谷散射耿氏效應(yīng) 第五章 非平衡載流子（8學(xué)時）1．非平衡載流子的注入與復(fù)合 2．非平衡載流子的壽命 3．準(zhǔn)費(fèi)米能級 4．復(fù)合理論 5．陷阱效應(yīng) 6．載流子的擴(kuò)散運(yùn)動

7．載流子的漂移運(yùn)動愛因斯坦關(guān)系 8．連續(xù)性方程式

第六章 金屬和半導(dǎo)體接觸（4學(xué)時）1．金屬與半導(dǎo)體接觸及其能帶圖 2．金屬與半導(dǎo)體接觸的整流理論 3．歐姆接觸

第七章 半導(dǎo)體表面與MIS結(jié)構(gòu)（4學(xué)時）1．表面態(tài) 2．表面電場效應(yīng)

3．MIS結(jié)構(gòu)的電容電壓特性 4．硅—二氧化硅系統(tǒng)的性質(zhì) 第八章 異質(zhì)結(jié)（2學(xué)時）1．異質(zhì)結(jié)及其能帶圖 2．異質(zhì)結(jié)的電流輸運(yùn)機(jī)構(gòu)

第九章半導(dǎo)體的光電性質(zhì)、光電與發(fā)光現(xiàn)象（4學(xué)時）1．半導(dǎo)體的光吸收和光電導(dǎo) 2．半導(dǎo)體的光生伏特效應(yīng) 3．半導(dǎo)體的發(fā)光、激光

第十章 半導(dǎo)體熱電性質(zhì)（4學(xué)時）1．熱電效應(yīng) 2．熱電效應(yīng)的應(yīng)用

第十一章 半導(dǎo)體磁和壓阻效應(yīng)（4學(xué)時）1．霍耳效應(yīng) 2．磁阻效應(yīng) 3．光磁電效應(yīng) 4．壓阻效應(yīng)

三、考核與成績評定

采用紙筆式閉卷考試，按百分制進(jìn)行成績評定。

四、大綱說明

1.本課程在理論物理基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)之后開設(shè)。學(xué)生應(yīng)掌握必要的熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理、量子力學(xué)、電磁場、固體物理學(xué)等知識。

2.在保證基本教學(xué)要求的前提下，教師可以根據(jù)實(shí)際情況，對內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和刪節(jié)。

3.本大綱適合近電子科學(xué)與技術(shù)類專業(yè)。

五、教科書、參考書

［1］劉恩科，朱秉升，羅晉生等.半導(dǎo)體物理學(xué)［M］.北京：國防工業(yè)出版社，1994.［2］葉良修.半導(dǎo)體物理學(xué)［M］.上冊.北京：高等教育出版社，1986.［3］S.M.Sze,physics of Semiconductor Devices［M］.John Wiley and Sons,Inc.1981.《微電子器件基礎(chǔ)》

第三篇：《半導(dǎo)體物理學(xué)》課程教學(xué)大綱

《半導(dǎo)體物理學(xué)》課程教學(xué)大綱

一、課程說明

（一）課程名稱：《半導(dǎo)體物理學(xué)》

所屬專業(yè)：物理學(xué)（電子材料和器件工程方向）

課程性質(zhì)：專業(yè)課

學(xué) 分：4學(xué)分

（二）課程簡介、目標(biāo)與任務(wù)：

《半導(dǎo)體物理學(xué)》是物理學(xué)專業(yè)（電子材料和器件工程方向）本科生的一門必修課程。通過學(xué)習(xí)本課程，使學(xué)生掌握半導(dǎo)體物理學(xué)中的基本概念、基本理論和基本規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生分析和應(yīng)用半導(dǎo)體各種物理效應(yīng)解決實(shí)際問題的能力，同時為后繼課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

本課程的任務(wù)是從微觀上解釋發(fā)生在半導(dǎo)體中的宏觀物理現(xiàn)象，研究并揭示微觀機(jī)理；重點(diǎn)學(xué)習(xí)半導(dǎo)體中的電子狀態(tài)及載流子的統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律，學(xué)習(xí)半導(dǎo)體中載流子的輸運(yùn)理論及相關(guān)規(guī)律；學(xué)習(xí)載流子在輸運(yùn)過程中所發(fā)生的宏觀物理現(xiàn)象；學(xué)習(xí)半導(dǎo)體的基本結(jié)構(gòu)及其表面、界面問題。

（三）先修課程要求，與先修課與后續(xù)相關(guān)課程之間的邏輯關(guān)系和內(nèi)容銜接：

本課程的先修課程包括熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理學(xué)、量子力學(xué)和固體物理學(xué)，學(xué)生應(yīng)掌握這些先修課程中必要的知識。通過本課程的學(xué)習(xí)為后繼《半導(dǎo)體器件》、《晶體管原理》等課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

（四）教材與主要參考書：

［1］劉恩科，朱秉升，羅晉生.半導(dǎo)體物理學(xué)（第7版）［M］.北京：電子工業(yè)出版社.2011.［2］黃昆,謝希德.半導(dǎo)體物理學(xué)［M］.北京：科學(xué)出版社.2012.［3］葉良修.半導(dǎo)體物理學(xué)（第2版）［M］.上冊.北京：高等教育出版社.2007.［4］S.M.Sze, Physics of Semiconductor Devices(2nd ed.), Wiley, New York, 2006.二、課程內(nèi)容與安排

第一章 半導(dǎo)體中的電子狀態(tài)

第一節(jié) 第二節(jié) 第三節(jié) 第四節(jié) 第五節(jié) 第六節(jié)

半導(dǎo)體的晶格結(jié)構(gòu)和結(jié)合性質(zhì) 半導(dǎo)體中的電子狀態(tài)和能帶

半導(dǎo)體中電子的運(yùn)動 有效質(zhì)量 本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)構(gòu) 空穴 回旋共振

硅和鍺的能帶結(jié)構(gòu) 第七節(jié) 第八節(jié) 第九節(jié) 第十節(jié) III-V族化合物半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu) II-VI族化合物半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu) Si1-xGex合金的能帶 寬禁帶半導(dǎo)體材料

（一）教學(xué)方法與學(xué)時分配

課堂講授，大約8-10學(xué)時。限于學(xué)時，第8-10節(jié)可不講授，學(xué)生可自學(xué)。

（二）內(nèi)容及基本要求

本章將先修課程《固體物理學(xué)》中所學(xué)的晶體結(jié)構(gòu)、單電子近似和能帶的知識應(yīng)用到半導(dǎo)體中，要求深入理解并重點(diǎn)掌握半導(dǎo)體中的電子狀態(tài)（導(dǎo)帶、價(jià)帶、禁帶及其寬度）；掌握有效質(zhì)量、空穴的概念以及硅和砷化鎵的能帶結(jié)構(gòu)；了解回旋共振實(shí)驗(yàn)的目的、意義和原理。

本章的重點(diǎn)包括單電子近似，半導(dǎo)體的導(dǎo)帶、價(jià)帶、禁帶及其寬度，有效質(zhì)量，空穴，硅、砷化鎵的能帶結(jié)構(gòu)。難點(diǎn)為能帶論，硅、砷化鎵能帶結(jié)構(gòu)，有效質(zhì)量。第二章 半導(dǎo)體中雜質(zhì)和缺陷能級

第一節(jié) 第二節(jié) 第三節(jié) 第四節(jié) 硅、鍺晶體中的雜質(zhì)能級 III-V族化合物中的雜質(zhì)能級

氮化鎵、氮化鋁、氮化硅中的雜質(zhì)能級 缺陷、位錯能級

（一）教學(xué)方法與學(xué)時分配

課堂講授，大約3-4學(xué)時。限于學(xué)時，第3節(jié)可不講授，學(xué)生可自學(xué)。

（二）內(nèi)容及基本要求

本章主要介紹在常見半導(dǎo)體的禁帶中引入雜質(zhì)和缺陷能級的實(shí)驗(yàn)觀測結(jié)果。要求學(xué)生根據(jù)所引入的雜質(zhì)能級情況，理解雜質(zhì)的性質(zhì)和作用，分清淺能級雜質(zhì)和深能級雜質(zhì)；重點(diǎn)掌握施主雜質(zhì)和n型半導(dǎo)體、受主雜質(zhì)和p型半導(dǎo)體的概念；掌握雜質(zhì)電離、電離能、雜質(zhì)補(bǔ)償、雜質(zhì)濃度的概念，了解缺陷、位錯能級的特點(diǎn)和作用。

本章的重點(diǎn)包括施主雜質(zhì)和施主能級，受主雜質(zhì)和受主能級，淺能級雜質(zhì)和深能級雜質(zhì)，n型半導(dǎo)體和p型半導(dǎo)體，雜質(zhì)補(bǔ)償作用等。難點(diǎn)為雜質(zhì)能級，雜質(zhì)電離過程。第三章 半導(dǎo)體中載流子的統(tǒng)計(jì)分布

第一節(jié) 第二節(jié) 第三節(jié) 第四節(jié) 第五節(jié) 第六節(jié) 第七節(jié) 狀態(tài)密度

費(fèi)米能級和載流子的統(tǒng)計(jì)分布 本征半導(dǎo)體的載流子濃度 雜質(zhì)半導(dǎo)體的載流子濃度 一般情況下的載流子統(tǒng)計(jì)分布 簡并半導(dǎo)體

電子占據(jù)雜質(zhì)能級的概率

（一）教學(xué)方法與學(xué)時分配 課堂講授，大約8-10學(xué)時。限于學(xué)時，第7節(jié)可不講授，學(xué)生可自學(xué)。

（二）內(nèi)容及基本要求

本章主要討論半導(dǎo)體中載流子濃度隨溫度的變化規(guī)律，解決如何計(jì)算一定溫度下半導(dǎo)體中熱平衡載流子濃度的問題。通過本章的學(xué)習(xí)，要求掌握狀態(tài)密度、費(fèi)米分布和玻爾茲曼分布、費(fèi)米能級、導(dǎo)帶和價(jià)帶有效狀態(tài)密度的概念；重點(diǎn)掌握應(yīng)用電中性條件和電中性方程，推導(dǎo)本征半導(dǎo)體的載流子濃度，計(jì)算在各種不同雜質(zhì)濃度和溫度下雜質(zhì)半導(dǎo)體的的費(fèi)米能級位置和載流子濃度；掌握非簡并半導(dǎo)體和簡并半導(dǎo)體的概念以及簡并化條件。

本章重點(diǎn)包括波矢空間的量子態(tài)分布、半導(dǎo)體導(dǎo)帶底、價(jià)帶頂附近的狀態(tài)密度計(jì)算，費(fèi)米分布函數(shù)和玻耳茲曼分布函數(shù)及其物理意義，本征半導(dǎo)體、雜質(zhì)半導(dǎo)體載流子濃度的計(jì)算。難點(diǎn)為半導(dǎo)體導(dǎo)帶底、價(jià)帶頂附近的狀態(tài)密度計(jì)算，費(fèi)米能級和載流子的統(tǒng)計(jì)分布，雜質(zhì)半導(dǎo)體載流子濃度的計(jì)算。第四章 半導(dǎo)體的導(dǎo)電性

第一節(jié) 第二節(jié) 第三節(jié) 第四節(jié) 第五節(jié) 第六節(jié) 第七節(jié) 載流子的漂移運(yùn)動和遷移率 載流子的散射

遷移率與雜質(zhì)濃度和溫度的關(guān)系 電阻率及其與雜質(zhì)濃度和溫度的關(guān)系 玻耳茲曼方程、電導(dǎo)率的統(tǒng)計(jì)理論 強(qiáng)電場下的效應(yīng)、熱載流子 多能谷散射、耿氏效應(yīng)

（一）教學(xué)方法與學(xué)時分配

課堂講授，大約7-8學(xué)時。限于學(xué)時，第5節(jié)可不講授，學(xué)生可自學(xué)。

（二）內(nèi)容及基本要求

本章主要討論載流子在外加電場作用下的漂移運(yùn)動，討論半導(dǎo)體的遷移率、電導(dǎo)率隨溫度和雜質(zhì)濃度的變化規(guī)律。要求重點(diǎn)掌握遷移率的概念；掌握電離雜質(zhì)散射、晶格振動散射的機(jī)理、散射幾率與雜質(zhì)濃度及溫度的關(guān)系；掌握遷移率、電導(dǎo)率（電阻率）與雜質(zhì)濃度及溫度的關(guān)系；了解強(qiáng)電場效應(yīng)以及砷化鎵的負(fù)微分電導(dǎo)、耿氏效應(yīng)。

本章重點(diǎn)包括電導(dǎo)率、遷移率概念及相互關(guān)系，遷移率、電阻率隨溫度和雜質(zhì)濃度的變化規(guī)律，強(qiáng)電場效應(yīng)。難點(diǎn)為載流子的散射機(jī)構(gòu)，電導(dǎo)率與遷移率的關(guān)系，強(qiáng)電場效應(yīng)。

第五章 非平衡載流子

第一節(jié) 第二節(jié) 第三節(jié) 第四節(jié) 第五節(jié) 第六節(jié) 第七節(jié) 第八節(jié) 第九節(jié)

非平衡載流子的注入與復(fù)合 非平衡載流子的壽命 準(zhǔn)費(fèi)米能級 復(fù)合理論 陷阱效應(yīng)

載流子的擴(kuò)散運(yùn)動

載流子的漂移運(yùn)動，愛因斯坦關(guān)系式 連續(xù)性方程式

硅的少數(shù)載流子壽命與擴(kuò)散長度

（一）教學(xué)方法與學(xué)時分配

課堂講授，大約10學(xué)時。限于學(xué)時，第9節(jié)可不講授，學(xué)生可自學(xué)。

（二）內(nèi)容及基本要求

本章主要討論非平衡載流子的產(chǎn)生、復(fù)合及其運(yùn)動規(guī)律。通過學(xué)習(xí)，要求掌握非平衡載流子的產(chǎn)生、壽命、復(fù)合及其復(fù)合機(jī)構(gòu)，準(zhǔn)費(fèi)米能級，陷阱效應(yīng)，載流子的漂移和擴(kuò)散等概念；掌握非平衡載流子的復(fù)合理論；了解愛因斯坦關(guān)系；理解并靈活應(yīng)用電流密度方程和連續(xù)性方程。

本章重點(diǎn)包括非平衡載流子的產(chǎn)生、復(fù)合，非平衡載流子壽命，載流子的擴(kuò)散和漂移運(yùn)動，連續(xù)性方程運(yùn)用等。難點(diǎn)為復(fù)合理論，愛因斯坦關(guān)系，連續(xù)性方程的應(yīng)用。第六章 pn結(jié)

第一節(jié) 第二節(jié) 第三節(jié) 第四節(jié) 第五節(jié) pn結(jié)及其能帶圖 pn結(jié)電流電壓特性 pn結(jié)電容 pn結(jié)擊穿 pn結(jié)隧道效應(yīng)

（一）教學(xué)方法與學(xué)時分配

課堂講授，大約6-7學(xué)時。

（二）內(nèi)容及基本要求

本章主要討論pn結(jié)的性質(zhì)。通過學(xué)習(xí)要求掌握pn結(jié)的物理特性、能帶結(jié)構(gòu)以及接觸電勢差的計(jì)算；掌握I-V特性、結(jié)電容的推導(dǎo)；了解pn結(jié)的擊穿機(jī)制和隧道效應(yīng)。

本章重點(diǎn)包括空間電荷區(qū)，pn結(jié)接觸電勢差，載流子分布，I-V特性，結(jié)電容，擊穿機(jī)制，隧道效應(yīng)等。難點(diǎn)為I-V特性，結(jié)電容。第七章 金屬和半導(dǎo)體的接觸

第一節(jié) 金屬半導(dǎo)體接觸及其能級圖 第二節(jié) 金屬半導(dǎo)體接觸整流理論 第三節(jié) 少數(shù)載流子的注入和歐姆接觸

（一）教學(xué)方法與學(xué)時分配

課堂講授，大約3-4學(xué)時。

（二）內(nèi)容及基本要求

本章主要討論金屬半導(dǎo)體接觸。通過本章學(xué)習(xí)，要求掌握理想和實(shí)際的金-半接觸的能帶圖；對其電流傳輸理論的幾種模型的建立、表達(dá)式的推導(dǎo)和應(yīng)用有所了解；掌握實(shí)現(xiàn)良好歐姆接觸和整流接觸的原理和方法。

本章的重點(diǎn)包括金屬和半導(dǎo)體接觸的能帶彎曲過程分析及簡圖畫法。難點(diǎn)為金屬和半導(dǎo)體接觸的能帶彎曲過程分析，熱電子發(fā)射理論。第八章 半導(dǎo)體表面與MIS結(jié)構(gòu) 第一節(jié) 第二節(jié) 第三節(jié) 第四節(jié) 第五節(jié) 第六節(jié) 表面態(tài)

表面電場效應(yīng)

MIS結(jié)構(gòu)的C-V特性 硅-二氧化硅系統(tǒng)的性質(zhì) 表面電導(dǎo)及遷移率

表面電場對pn結(jié)特性的影響

（一）教學(xué)方法與學(xué)時分配

課堂講授，大約4學(xué)時。限于學(xué)時，第5、6節(jié)可不講授，學(xué)生可自學(xué)。

（二）內(nèi)容及基本要求

本章主要討論半導(dǎo)體的表面現(xiàn)象及其相關(guān)的理論，側(cè)重于實(shí)際的半導(dǎo)體表面。通過學(xué)習(xí)，要求學(xué)生了解表面狀態(tài)；掌握理想MIS結(jié)構(gòu)的表面電場效應(yīng)、電容電壓特性；學(xué)會對實(shí)際MIS結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的各種情況進(jìn)行分析；掌握如何用C-V法來研究半導(dǎo)體的表面狀況；了解Si-SiO2系統(tǒng)的性質(zhì)。

本章的重點(diǎn)包括半導(dǎo)體表面電場效應(yīng)，MIS結(jié)構(gòu)的C-V特性。難點(diǎn)為Si-SiO2系統(tǒng)的性質(zhì)。

第九章 半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)

第一節(jié) 第二節(jié) 第三節(jié) 第四節(jié) 第五節(jié) 第六節(jié) 半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)及其能帶圖

半導(dǎo)體異質(zhì)pn結(jié)的電流電壓特性及注入特性 半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)量子阱結(jié)構(gòu)及其電子能態(tài)與特性 半導(dǎo)體應(yīng)變異質(zhì)結(jié)構(gòu) GaN基半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu) 半導(dǎo)體超晶格

（一）教學(xué)方法與學(xué)時分配

課堂講授，大約5-6學(xué)時。限于學(xué)時，第4-5節(jié)可不講授，學(xué)生可自學(xué)。

（二）內(nèi)容及基本要求

本章主要討論半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)的能帶結(jié)構(gòu)、異質(zhì)pn結(jié)的I-V特性與注入特性及各種半導(dǎo)體量子阱結(jié)構(gòu)及其電子能態(tài)等。通過學(xué)習(xí)要求學(xué)生重點(diǎn)掌握各種理想異質(zhì)結(jié)能帶結(jié)構(gòu)及其畫法；了解異質(zhì)pn結(jié)的I-V特性和注入特性；了解異質(zhì)結(jié)幾種電流傳輸模型和重要應(yīng)用；了解異質(zhì)結(jié)的調(diào)制摻雜、高遷移率特性、二維電子氣、應(yīng)變異質(zhì)結(jié)、半導(dǎo)體量子阱和超晶格在現(xiàn)代半導(dǎo)體器件中的應(yīng)用。

本章的重點(diǎn)是理想異質(zhì)結(jié)能帶結(jié)構(gòu)及其畫法，半導(dǎo)體量子阱和超晶格結(jié)構(gòu)的特性及其在現(xiàn)代半導(dǎo)體器件中的應(yīng)用。難點(diǎn)為異質(zhì)結(jié)能帶圖的畫法。第十章 半導(dǎo)體的光學(xué)性質(zhì)和光電與發(fā)光現(xiàn)象

第一節(jié) 第二節(jié) 第三節(jié) 第四節(jié) 第五節(jié) 第六節(jié) 第七節(jié)

半導(dǎo)體的光學(xué)常數(shù) 半導(dǎo)體的光吸收 半導(dǎo)體的光電導(dǎo)

半導(dǎo)體的光生伏特效應(yīng) 半導(dǎo)體發(fā)光 半導(dǎo)體激光

半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)在光電子器件中的應(yīng)用

（一）教學(xué)方法與學(xué)時分配

課堂講授，大約7-8學(xué)時。限于學(xué)時，第6、7節(jié)可不講授，學(xué)生可自學(xué)。

（二）內(nèi)容及基本要求

本章主要討論光和半導(dǎo)體相互作用的一般規(guī)律，重點(diǎn)討論光的吸收、光電導(dǎo)和發(fā)光等效應(yīng)。通過學(xué)習(xí)，要求學(xué)生重點(diǎn)掌握半導(dǎo)體的光吸收和光電導(dǎo)特性；掌握光生伏特效應(yīng)和太陽電池、半導(dǎo)體發(fā)光和LED的機(jī)理及其應(yīng)用；了解各種光敏器件和半導(dǎo)體激光器等。

本章的重點(diǎn)包括半導(dǎo)體的光吸收及發(fā)光現(xiàn)象，半導(dǎo)體光電導(dǎo)，光生伏特效應(yīng)，半導(dǎo)體激光等。難點(diǎn)為光電導(dǎo)效應(yīng)，電致發(fā)光機(jī)構(gòu)。

第十一章 半導(dǎo)體的熱電性質(zhì)

第一節(jié) 熱電效應(yīng)的一般描述 第二節(jié) 半導(dǎo)體的溫差電動勢率 第三節(jié) 半導(dǎo)體的珀?duì)柼?yīng) 第四節(jié) 半導(dǎo)體的湯姆遜效應(yīng) 第五節(jié) 半導(dǎo)體的熱導(dǎo)率 第六節(jié) 半導(dǎo)體熱電效應(yīng)的應(yīng)用

（一）教學(xué)方法與學(xué)時分配

限于學(xué)時，本章可不講授，學(xué)生可自學(xué)。

（二）內(nèi)容及基本要求

本章主要討論由溫度梯度及電流同時存在時引起的現(xiàn)象，介紹產(chǎn)生這些現(xiàn)象的物理機(jī)理。通過學(xué)習(xí)，要求了解半導(dǎo)體的熱電效應(yīng)的種類、應(yīng)用和物理機(jī)制；掌握半導(dǎo)體溫差電動勢率的計(jì)算和影響因素。

本章的重點(diǎn)包括塞貝克效應(yīng)，珀?duì)柼?yīng)，湯姆遜效應(yīng)，開耳芬關(guān)系，溫差電動勢率和熱導(dǎo)率。難點(diǎn)為溫差電動勢率。第十二章 半導(dǎo)體磁和壓阻效應(yīng)

第一節(jié) 霍耳效應(yīng) 第二節(jié) 磁阻效應(yīng) 第三節(jié) 磁光效應(yīng) 第四節(jié) 量子化霍耳效應(yīng) 第五節(jié) 熱磁效應(yīng) 第六節(jié) 光磁電效應(yīng) 第七節(jié) 壓阻效應(yīng)

（一）教學(xué)方法與學(xué)時分配

課堂講授，大約3學(xué)時。限于學(xué)時，第3-7節(jié)可不講授，學(xué)生可自學(xué)。

（二）內(nèi)容及基本要求

本章扼要講述半導(dǎo)體在磁場中發(fā)生的各種效應(yīng)以及對半導(dǎo)體施加壓力時產(chǎn)生的壓阻效應(yīng)。通過學(xué)習(xí)，要求掌握半導(dǎo)體霍耳效應(yīng)物理機(jī)制和應(yīng)用；了解磁阻效應(yīng)、磁光效應(yīng)、量子化霍耳效應(yīng)、熱磁效應(yīng)、光磁電效應(yīng)、壓阻效應(yīng)等。

本章重點(diǎn)包括霍耳效應(yīng)，磁阻效應(yīng)，熱磁效應(yīng)，光磁電效應(yīng)，壓阻效應(yīng)。難點(diǎn)為量子化霍耳效應(yīng)。

第十三章 非晶態(tài)半導(dǎo)體

第一節(jié) 非晶態(tài)半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu) 第二節(jié) 非晶態(tài)半導(dǎo)體中的電子態(tài)

第三節(jié) 非晶態(tài)半導(dǎo)體中的缺陷、隙態(tài)與摻雜效應(yīng) 第四節(jié) 非晶態(tài)半導(dǎo)體中的電學(xué)性質(zhì) 第五節(jié) 非晶態(tài)半導(dǎo)體中的光學(xué)性質(zhì) 第六節(jié) a-Si:H的pn結(jié)與金-半接觸特性

（一）教學(xué)方法與學(xué)時分配

限于學(xué)時，本章可不講授，學(xué)生可自學(xué)。

（二）內(nèi)容及基本要求

本章主要討論非晶態(tài)半導(dǎo)體的基本特性。通過學(xué)習(xí)要求了解非晶態(tài)半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)、電子態(tài)的特征，理解遷移率邊、帶隙態(tài)與摻雜效應(yīng)的物理意義；掌握非晶態(tài)半導(dǎo)體光學(xué)、電學(xué)性質(zhì)的特點(diǎn)以及應(yīng)用。

本章的重點(diǎn)包括非晶態(tài)半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)，遷移率邊，帶隙態(tài)與摻雜效應(yīng)，非晶態(tài)半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)制和光電導(dǎo)，SW效應(yīng)等。難點(diǎn)為非晶態(tài)半導(dǎo)體的遷移率邊，帶隙態(tài)與摻雜效應(yīng)。

制定人：賀德衍

審定人： 批準(zhǔn)人： 日 期：

第四篇：半導(dǎo)體材料課程教學(xué)大綱

半導(dǎo)體材料 課程教學(xué)大綱

一、課程說明

（一）課程名稱：半導(dǎo)體材料

所屬專業(yè)：微電子科學(xué)與工程

課程性質(zhì)：專業(yè)限選

學(xué) 分： 3

（二）課程簡介：本課程重點(diǎn)介紹第一代和第二代半導(dǎo)體材料硅、鍺、砷化鎵等的制備基本原理、制備工藝和材料特性，介紹第三代半導(dǎo)體材料氮化鎵、碳化硅及其他半導(dǎo)體材料的性質(zhì)及制備方法。

目標(biāo)與任務(wù)：使學(xué)生掌握主要半導(dǎo)體材料的性質(zhì)以及制備方法，了解半導(dǎo)體材料最新發(fā)展情況、為將來從事半導(dǎo)體材料科學(xué)、半導(dǎo)體器件制備等打下基礎(chǔ)。

（三）先修課程要求：《固體物理學(xué)》、《半導(dǎo)體物理學(xué)》、《熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理》；

本課程中介紹半導(dǎo)體材料性質(zhì)方面需要《固體物理學(xué)》、《半導(dǎo)體物理學(xué)》中晶體結(jié)構(gòu)、能帶理論等章節(jié)作為基礎(chǔ)。同時介紹材料生長方面知識時需要《熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理》中關(guān)于自由能等方面的知識。

（四）教材：楊樹人《半導(dǎo)體材料》

主要參考書：褚君浩、張玉龍《半導(dǎo)體材料技術(shù)》

陸大成《金屬有機(jī)化合物氣相外延基礎(chǔ)及應(yīng)用》

二、課程內(nèi)容與安排

第一章 半導(dǎo)體材料概述 第一節(jié) 半導(dǎo)體材料發(fā)展歷程 第二節(jié) 半導(dǎo)體材料分類 第三節(jié) 半導(dǎo)體材料制備方法綜述 第二章 硅和鍺的制備 第一節(jié) 硅和鍺的物理化學(xué)性質(zhì) 第二節(jié) 高純硅的制備 第三節(jié) 鍺的富集與提純 第三章

區(qū)熔提純

第一節(jié) 分凝現(xiàn)象與分凝系數(shù)

第二節(jié)

區(qū)熔原理 第三節(jié)

鍺的區(qū)熔提純 第四章

晶體生長

第一節(jié) 晶體生長理論基礎(chǔ)

第二節(jié) 熔體的晶體生長

第三節(jié) 硅、鍺單晶生長

第五章

硅、鍺晶體中的雜質(zhì)和缺陷

第一節(jié) 硅、鍺晶體中雜質(zhì)的性質(zhì)

第二節(jié) 硅、鍺晶體的摻雜

第三節(jié) 硅、鍺單晶的位錯

第四節(jié) 硅單晶中的微缺陷

第六章

硅外延生長

第一節(jié) 硅的氣相外延生長

第二節(jié) 硅外延生長的缺陷及電阻率控制

第三節(jié) 硅的異質(zhì)外延

第七章

化合物半導(dǎo)體的外延生長

第一節(jié) 氣相外延生長（VPE）

第二節(jié) 金屬有機(jī)物化學(xué)氣相外延生長（MOCVD）

第三節(jié) 分子束外延生長（MBE）

第四節(jié) 其他外延生長技術(shù)

第八章

化合物半導(dǎo)體材料

（一）：第二代半導(dǎo)體材料

第一節(jié) GaAs、InP等III-V族化合物半導(dǎo)體材料的特性

第二節(jié) GaAs單晶的制備及應(yīng)用

第三節(jié) GaAs單晶中雜質(zhì)控制及摻雜

第四節(jié) InP、GaP等的制備及應(yīng)用

第九章

化合物半導(dǎo)體材料

（二）：第三代半導(dǎo)體材料

第一節(jié) 氮化物半導(dǎo)體材料特性及應(yīng)用

第二節(jié) 氮化物半導(dǎo)體材料的外延生長 第三節(jié) 碳化硅材料的特性及應(yīng)用

第十章

其他半導(dǎo)體材料 第一節(jié) 半導(dǎo)體金剛石的制備及應(yīng)用 第二節(jié) 低維半導(dǎo)體材料及應(yīng)用

第三節(jié) 有機(jī)半導(dǎo)體材料

（一）教學(xué)方法與學(xué)時分配

按照教材中的內(nèi)容，通過板書和ppt進(jìn)行講解。并進(jìn)行課后輔導(dǎo)與答疑。以學(xué)生掌握主要半導(dǎo)體材料制備為主，輔助半導(dǎo)體物理和器件知識，使學(xué)生了解材料的用途，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。為將來工作和科研打好基礎(chǔ)。

課時分配如下：第一章（2學(xué)時）、第二章（4學(xué)時）、第三章（8學(xué)時）、第四章（8學(xué)時）、第五章（6學(xué)時）、第六章（6學(xué)時）、第七章（6學(xué)時）、第八章（6學(xué)時）、第九章（4學(xué)時）、第十章（4學(xué)時）

主要內(nèi)容：

【重點(diǎn)掌握】：區(qū)熔原理、晶體生長基本原理、Si、Ge單晶制備、Si外延制備、Si、Ge材料摻雜與控制。

【掌握】：VPE、MBE、MOCVD等外延方法、晶體中的缺陷、缺陷控制、III-V化合物InP、GaN、SiC等基本性質(zhì)與制作方法。

【了解】： 半導(dǎo)體金剛石的制備、性質(zhì)、低維半導(dǎo)體、有機(jī)半導(dǎo)體材料的性質(zhì)及引用

【一般了解】： 半導(dǎo)體材料分類 【難點(diǎn)】：區(qū)熔原理、晶體生長基本原理

（重點(diǎn)掌握、掌握、了解、一般了解四個層次可根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和對學(xué)生的具體要求適當(dāng)減少，但不得少于兩個層次）

制定人：劉貴鵬

審定人： 批準(zhǔn)人： 日 期：

第五篇：《半導(dǎo)體器件物理》教學(xué)大綱(精)

《半導(dǎo)體器件物理》教學(xué)大綱

（2006版）

課程編碼：07151022 學(xué)時數(shù)：56

一、課程性質(zhì)、目的和要求

半導(dǎo)體器件物理課是微電子學(xué)，半導(dǎo)體光電子學(xué)和電子科學(xué)與技術(shù)等專業(yè)本科生必修的主干專業(yè)基礎(chǔ)課。它的前修課程是固體物理學(xué)和半導(dǎo)體物理學(xué)，后續(xù)課程是半導(dǎo)體集成電路等專業(yè)課，是國家重點(diǎn)學(xué)科微電子學(xué)與固體電子學(xué)碩士研究生入學(xué)考試專業(yè)課。本課程的教學(xué)目的和要求是使學(xué)生掌握半導(dǎo)體器件的基本結(jié)構(gòu)、物理原理和特性，熟悉半導(dǎo)體器件的主要工藝技術(shù)及其對器件性能的影響，了解現(xiàn)代半導(dǎo)體器件的發(fā)展過程和發(fā)展趨勢，對典型的新器件和新的工藝技術(shù)有所了解，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)相關(guān)的專業(yè)課打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

二、教學(xué)內(nèi)容、要點(diǎn)和課時安排

第一章 半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)（復(fù)習(xí)）（2學(xué)時）

第二節(jié) 載流子的統(tǒng)計(jì)分布

一、能帶中的電子和空穴濃度

二、本征半導(dǎo)體

三、只有一種雜質(zhì)的半導(dǎo)體

四、雜質(zhì)補(bǔ)償半導(dǎo)體

第三節(jié) 簡并半導(dǎo)體

一、載流子濃度

二、發(fā)生簡并化的條件

第四節(jié) 載流子的散射

一、格波與聲子

二、載流子散射

三、平均自由時間與弛豫時間

四、散射機(jī)構(gòu) 第五節(jié) 載流子的輸運(yùn)

一、漂移運(yùn)動 遷移率 電導(dǎo)率

二、擴(kuò)散運(yùn)動和擴(kuò)散電流

三、流密度和電流密度

四、非均勻半導(dǎo)體中的自建場

第六節(jié) 非平衡載流子

一、非平衡載流子的產(chǎn)生與復(fù)合

二、準(zhǔn)費(fèi)米能級和修正歐姆定律

三、復(fù)合機(jī)制

四、半導(dǎo)體中的基本控制方程：連續(xù)性方程和泊松方程

第二章 PN結(jié)（12學(xué)時）第一節(jié) 熱平衡PN結(jié)

一、PN結(jié)的概念：同質(zhì)結(jié)、異質(zhì)結(jié)、同型結(jié)、異型結(jié)、金屬－半導(dǎo)體結(jié)

突變結(jié)、緩變結(jié)、線性緩變結(jié)

二、硅PN結(jié)平面工藝流程（多媒體演示 圖2.1）

三、空間電荷區(qū)、內(nèi)建電場與電勢

四、采用費(fèi)米能級和載流子漂移與擴(kuò)散的觀點(diǎn)解釋PN結(jié)空間電荷區(qū)形成的過程

五、利用熱平衡時載流子濃度分布與自建電勢的關(guān)系求中性區(qū)電勢

及PN結(jié)空間電荷區(qū)兩側(cè)的內(nèi)建電勢差

六、解poisson’s Eq 求突變結(jié)空間電荷區(qū)內(nèi)電場分布、電勢分布、內(nèi)建電勢差和空間電荷區(qū)寬度（利用耗盡近似）

第二節(jié) 加偏壓的P?N結(jié)

一、畫出熱平衡和正、反偏壓下PN結(jié)的能帶圖，定性說明PN結(jié)的單向?qū)щ娦?/p>

二、導(dǎo)出空間電荷區(qū)邊界處少子的邊界條件，解釋PN結(jié)的正向注入和反向抽取現(xiàn)象

第三節(jié)

理想P?N結(jié)的直流電流-電壓特性

一、解擴(kuò)散方程導(dǎo)出理想PN結(jié)穩(wěn)態(tài)少子分布表達(dá)式，電流分布表達(dá)式，電流－電壓關(guān)系

二、說明理想PN結(jié)中反向電流產(chǎn)生的機(jī)制（擴(kuò)散區(qū)內(nèi)熱產(chǎn)生載流子電流）

第四節(jié) 空間電荷區(qū)的復(fù)合電流和產(chǎn)生電流

一、復(fù)合電流

二、產(chǎn)生電流

第五節(jié) 隧道電流

一、隧道電流產(chǎn)生的條件

二、隧道二極管的基本性質(zhì)（多媒體演示 Fig2.12）

第六節(jié) I?V特性的溫度依賴關(guān)系

一、反向飽和電流和溫度的關(guān)系

二、I?V特性的溫度依賴關(guān)系

第七節(jié)耗盡層電容，求雜質(zhì)分布和變?nèi)荻O管

一、PN結(jié)C-V特性

二、過渡電容的概念及相關(guān)公式推導(dǎo)

求雜質(zhì)分布的程序（多媒體演示 Fig2.19）

三、變?nèi)荻O管

第八節(jié) 小訊號交流分析

一、交流小信號條件下求解連續(xù)性方程，導(dǎo)出少子分布，電流分布和總電流公式

二、擴(kuò)散電容與交流導(dǎo)納

三、交流小信號等效電路

第九節(jié)

電荷貯存和反響瞬變

一、反向瞬變及電荷貯存效應(yīng)

二、利用電荷控制方程求解?s

三、階躍恢復(fù)二極管基本理論 第十節(jié) P-Ｎ結(jié)擊穿

一、PN結(jié)擊穿

二、兩種擊穿機(jī)制，PN結(jié)雪崩擊穿基本理論的推導(dǎo)

三、計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算例題2－3及相關(guān)習(xí)題

第三章 雙極結(jié)型晶體管（10學(xué)時）第一節(jié)雙極結(jié)型晶體管的結(jié)構(gòu)

一、了解晶體管發(fā)展的歷史過程

二、BJT的基本結(jié)構(gòu)和工藝過程（多媒體 圖3.1）概述

第二節(jié) 基本工作原理

一、理想BJT的基本工作原理 二、四種工作模式

三、放大作用（多媒體Fig3.6）

四、電流分量（多媒體Fig3.7）

五、電流增益（多媒體Fig3.8 3.9）

第三節(jié) 理想雙極結(jié)型晶體管中的電流傳輸

一、理想BJT中的電流傳輸：解擴(kuò)散方程求各區(qū)少子分布和電流分布

二、正向有源模式

三、電流增益～集電極電流關(guān)系

第四節(jié) 愛拜耳斯-莫爾（Ebers?Moll）方程 一、四種工作模式下少子濃度邊界條件及少子分布

二、E-M模型等效電路

三、E-M方程推導(dǎo)

第五節(jié) 緩變基區(qū)晶體管

一、基區(qū)雜質(zhì)濃度梯度引起的內(nèi)建電場及對載流子的漂移作用

二、少子濃度推導(dǎo)

三、電流推導(dǎo)

四、基區(qū)輸運(yùn)因子推導(dǎo)

第六節(jié) 基區(qū)擴(kuò)展電阻和電流集聚

一、基區(qū)擴(kuò)展電阻

二、電流集聚效應(yīng)

第七節(jié) 基區(qū)寬度調(diào)變效應(yīng)

一、基區(qū)寬度調(diào)變效應(yīng)（EARLY效應(yīng)）

二、hFE和ICE0的改變

第八節(jié) 晶體管的頻率響應(yīng)

一、基本概念：小信號共基極與共射極電流增益（?，hfe），共基極截止頻率和共射極截止頻率（Wɑ ,W?）,增益－頻率帶寬或稱為特征頻率（WT），二、公式（3－36）、（3－65）和（3－66）的推導(dǎo)

三、影響截止頻率的四個主要因素：τB、τE、τC、τD及相關(guān)推導(dǎo)

四、Kirk效應(yīng)

第九節(jié) 混接?型等效電路

一、參數(shù)：gm、gbe、CD 的推導(dǎo)

二、等效電路圖（圖3－23）

三、證明公式（3－85）、（3－86）

第十節(jié)

晶體管的開關(guān)特性

一、開關(guān)作用

二、影響開關(guān)時間的四個主要因素：td、tr、tf、ts

三、解電荷控制方程求貯存時間ts 第十一節(jié) 擊穿電壓

一、兩種擊穿機(jī)制

二、計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算：習(xí)題 閱讀

§3.12、§3.13、§3.14

第四章 金屬—半導(dǎo)體結(jié)（4學(xué)時）第一節(jié)肖特基勢壘

一、肖特基勢壘的形成

二、加偏壓的肖特基勢壘

三、M－S結(jié)構(gòu)的C-V特性及其應(yīng)用

第二節(jié) 界面態(tài)對勢壘高度的影響

一、界面態(tài)

二、被界面態(tài)鉗制的費(fèi)米能級

第三節(jié) 鏡像力對勢壘高度的影響

一、鏡像力

二、肖特基勢壘高度降低

第四節(jié)肖特基勢壘二極管的電流電壓特性

一、熱電子發(fā)射

二、理查德-杜師曼方程

第五節(jié) 肖特基勢壘二極管的結(jié)構(gòu)

一、簡單結(jié)構(gòu)

二、金屬搭接結(jié)構(gòu)

三、保護(hù)環(huán)結(jié)構(gòu)

第六節(jié) 金屬-絕緣體-半導(dǎo)體肖特基勢壘二極管

一、基本結(jié)構(gòu)

二、工作原理

第七節(jié) 肖特基勢壘二極管和PN結(jié)二極管之間的比較

一、開啟電壓

二、反向電流

三、溫度特性

第八節(jié) 肖特基勢壘二極管的應(yīng)用

一、肖特基勢壘檢波器或混頻器

二、肖特基勢壘鉗位晶體管

第九節(jié) 歐姆接觸

一、歐姆接觸的定義和應(yīng)用

二、形成歐姆接觸的兩種方法 第五章 結(jié)型場效應(yīng)晶體管和金屬-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管（4學(xué)時）第一節(jié)JFET的基本結(jié)構(gòu)和工作過程

一、兩種N溝道JFET

二、工作原理

第二節(jié) 理想JFET的I-V特性

一、基本假設(shè)

二、夾斷電壓

三、I-V特性

第三節(jié) 靜態(tài)特性

一、線性區(qū)

二、飽和區(qū)

第四節(jié) 小信號參數(shù)和等效電路

一、參數(shù)：gl gml gm CG

二、JFET小信號等效電路圖

第五節(jié)JFET的截止頻率

一、輸入電流和輸出電流

二、截止頻率

第六節(jié) 夾斷后的JFET性能

一、溝道長度調(diào)制效應(yīng)

二、漏極電阻

第七節(jié) 金屬-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管

一、基本結(jié)構(gòu)

二、閾值電壓和夾斷電壓

三、I-V特性

第八節(jié) JFET和MESFET的類型

一、N—溝增強(qiáng)型

N—溝耗盡型

二、P—溝增強(qiáng)型

P—溝耗盡型 閱讀

§5.8 §5.9 第六章 金屬-氧化物-場效應(yīng)晶體管（10學(xué)時）第一節(jié) 理想MOS結(jié)構(gòu)的表面空間電荷區(qū)

一、MOSFET的基本結(jié)構(gòu)（多媒體演示Fig6-1）

二、半導(dǎo)體表面空間電荷區(qū)的形成

三、利用電磁場邊界條件導(dǎo)出電場與電荷的關(guān)系公式（6－1）

四、載流子的積累、耗盡和反型

五、載流子濃度表達(dá)式 六、三種情況下MOS結(jié)構(gòu)能帶圖

七、反型和強(qiáng)反型條件，MOSFET工作的物理基礎(chǔ)

第二節(jié) 理想MOS電容器

一、基本假設(shè)

二、C～V特性：積累區(qū)，平帶情況，耗盡區(qū)，反型區(qū)

三、溝道電導(dǎo)與閾值電壓：定義 公式（6－53）和（6－55）的推導(dǎo)

第三節(jié) 溝道電導(dǎo)與閾值電壓

一、定義

二、公式（6－53）和（6－55）的推導(dǎo)

第四節(jié) 實(shí)際MOS的電容—電壓特性

一、M-S功函數(shù)差引起的能帶彎曲以及相應(yīng)的平帶電壓，考慮到M-S功函數(shù)差，MOS結(jié)構(gòu)的能帶圖的畫法

二、平帶電壓的概念

三、界面電荷與氧化層內(nèi)電荷引起的能帶彎曲以及相應(yīng)的平帶電壓四、四種電荷以及特性平帶電壓的計(jì)算

五、實(shí)際MOS的閾值電壓和C～V曲線

第五節(jié) MOS場效應(yīng)晶體管

一、基本結(jié)構(gòu)和工作原理

二、靜態(tài)特性

第六節(jié) 等效電路和頻率響應(yīng)

一、參數(shù)：gd

gm

rd

二、等效電路

三、截止頻率

第七節(jié) 亞閾值區(qū)

一、亞閾值概念

二、MOSFET的亞閾值概念

第九節(jié) MOS場效應(yīng)晶體管的類型

一、N—溝增強(qiáng)型

N—溝耗盡型

二、P—溝增強(qiáng)型

P—溝耗盡型

第十節(jié) 器件尺寸比例

MOSFET制造工藝

一、P溝道工藝

二、N溝道工藝

三、硅柵工藝

四、離子注入工藝

第七章 太陽電池和光電二極管（6學(xué)時）第一節(jié)半導(dǎo)體中光吸收

一、兩種光吸收過程

二、吸收系數(shù)

三、吸收限

第二節(jié) PN結(jié)的光生伏打效應(yīng)

一、利用能帶分析光電轉(zhuǎn)換的物理過程（多媒體演示）

二、光生電動勢，開路電壓，短路電流，光生電流（光電流）

第三節(jié) 太陽電池的I-V特性

一、理想太陽電池的等效電路

二、根據(jù)等效電路寫出I-V公式，I-V曲線圖（比較：根據(jù)電流分量寫出I-V公式）

三、實(shí)際太陽能電池的等效電路

四、根據(jù)實(shí)際電池的等效電路寫出I-V公式

五、RS對I-V特性的影響

第四節(jié) 太陽電池的效率

一、計(jì)算 Vmp

Imp

Pm

二、效率的概念??FFVOCIL?100% Pin第五節(jié) 光產(chǎn)生電流和收集效率

一、“P在N上”結(jié)構(gòu)，光照，GL???Oe??x少子滿足的擴(kuò)散方程

二、例1－1，求少子分布，電流分布

三、計(jì)算光子收集效率：?col?JptJnG?O 討論：波長長短對吸收系數(shù)的影響 少子擴(kuò)散長度和吸收系數(shù)對收集效率的影響 理解Fig7-9,Fig7-10所反映的物理意義

第六節(jié)

提高太陽能電池效率的考慮

一、光譜考慮(多媒體演示)

二、最大功率考慮

三、串聯(lián)電阻考慮

四、表面反射的影響

五、聚光作用

第七節(jié)

肖特基勢壘和MIS太陽電池

一、基本結(jié)構(gòu)和能帶圖

二、工作原理和特點(diǎn)

閱讀 §7.8 第九節(jié) 光電二極管

一、基本工作原理

二、P-I-N光電二極管

三、雪崩光電二極管

四、金屬－半導(dǎo)體光電二極管

第十節(jié)

光電二極管的特性參數(shù)

一、量子效率和響應(yīng)度

二、響應(yīng)速度

三、噪聲特性、信噪比、噪聲等效功率（NEP）

四、探測率（D）、比探測率（D*）第八章 發(fā)光二極管與半導(dǎo)體激光器（4學(xué)時）第一節(jié)輻射復(fù)合與非輻射復(fù)合

一、輻射復(fù)合：帶間輻射復(fù)合，淺施主和主帶之間的復(fù)合，施主－受主對（D-A 對）復(fù)合，深能級復(fù)合，激子復(fù)合，等電子陷阱復(fù)合

二、非輻射復(fù)合：多聲子躍遷，俄歇過程（多媒體演示），表面復(fù)合

第二節(jié) LED的基本結(jié)構(gòu)和工作過程

一、基本結(jié)構(gòu)

二、工作原理（能帶圖）

第三節(jié) LED的特性參數(shù)

一、I-V特性

二：量子效率：注射效率?、輻射效率?r、內(nèi)量子效率?i，逸出概率?o、外量子效率

三、提高外量子效率的途徑，光學(xué)窗口

四、光譜分布，峰值半高寬 FWHM,峰值波長，主波長，亮度

第四節(jié) 可見光LED

一、GaP LED

二、GaAs1-xPx LED

三、GaN LED 第五節(jié) 紅外 LED 一、性能特點(diǎn)

二、應(yīng)用

光隔離器

閱讀§8.6 , §8.7 , §8.8 , §8.9 , §8.10(不做作業(yè)和考試要求)第九章 集成器件（閱讀，不做作業(yè)和考試要求）第十章 電荷轉(zhuǎn)移器件（4學(xué)時）第一節(jié) 電荷轉(zhuǎn)移

一、CCD基本結(jié)構(gòu)和工作過程

二、電荷轉(zhuǎn)移

第二節(jié) 深耗盡狀態(tài)和表面勢阱

一、深耗盡狀態(tài)—非熱平衡狀態(tài)

二、公式（10-8）的導(dǎo)出

第三節(jié) MOS電容的瞬態(tài)特性

深耗盡狀態(tài)的能帶圖

一、熱弛豫時間

二、信號電荷的影響

第四節(jié) 信息電荷的輸運(yùn) 轉(zhuǎn)換效率

一、電荷轉(zhuǎn)移的三個因素

二、轉(zhuǎn)移效率、填充速率和排空率

第五節(jié)

電極排列和CCD制造工藝 一、三相CCD 二、二相CCD 第六節(jié) 體內(nèi)（埋入）溝道CCD

一、表面態(tài)對轉(zhuǎn)移損耗和噪聲特性的影響

二、體內(nèi)（埋入）溝道CCD的基本結(jié)構(gòu)和工作原理

第七節(jié)

電荷的注入、檢測和再生

一、電注入與光注入

二、電荷檢測

電荷讀出法

三、電荷束的周期性再生或刷新

第八節(jié)

集成斗鏈器件

一、BBD的基本結(jié)構(gòu)

二、工作原理

三、性能

第九節(jié) 電荷耦合圖象器件

一、行圖象器

二、面圖象器

三、工作原理和應(yīng)用

三、教學(xué)方法

板書、講授、多媒體演示

四、成績評價(jià)方式

閉卷考試加平時作業(yè)、課堂討論

五、主要參考書目

1、孟慶巨、劉海波、孟慶輝編著 《半導(dǎo)體器件物理》，科學(xué)出版社，2005-6第二次印刷。

2、S M Sze.《半導(dǎo)體器件:物理和工藝》。王陽元、嵇光大、盧文豪譯。北京：科學(xué)出版社，1992

3、S M Sze.《現(xiàn)代半導(dǎo)體器件物理》科學(xué)出版社 2001年6月第一次印刷

4、愛得華·S·揚(yáng) 《半導(dǎo)體器件物理基礎(chǔ)》，盧紀(jì)譯。北京：人民教育出版社，1981

5、劉文明 《半導(dǎo)體物理學(xué)》長春：吉林人民出版社，1982

6、孟憲章，康昌鶴.《半導(dǎo)體物理學(xué)》長春：吉林大學(xué)出版社，1993

7、R A史密斯.《半導(dǎo)體》(第二版).高鼎三等譯。北京：科學(xué)出版社，1987

8、Casey H C,Panish Jr M B.Heterostructure lasers.Academic Press,1978

9、Donald A·Nermen著《半導(dǎo)體物理與器件》 趙毅強(qiáng)，姚淑英，謝曉東譯 電子工業(yè)出版社，2005年2月第一次印刷