《半导体物理》教学大纲doc

《《半导体物理》教学大纲doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、半导体物理第I条SemiconductorPhysics课程编号：042435课程性质：学科基础课适用专业：微电子学专业先修课程：固体物理，量子力学，统计物理后续课程：集成电路总学分：4其中实验学分：0教学目的与要求：本课程是微电子学专业的主干课之一。通过对本课程的学习，掌握能带理论和统计物理的基本概念，以此为基础介绍半导体物理的基础知识以及相关器件的工作原理。从微观角度了解半导体中载流子的能量状态、统计分布规律和散射及电导规律。了解半导体中非平衡载流子的产生、复合、漂移和扩散等运动规律。了解掺

2、杂和缺陷在半导体物理中的重要作用。半导体的特性、半导体内部载流子的基本运动规律，；了解半导体的光、电、磁、热等物理效应。掌握半导体物理特性的计算方法，掌握半导体器件的四大基本结构及其工作原理。教学内容与学时安排序号章目名称学时分配序号章目名称学时分配1半导体中的电子状态68半导体表面与MIS结构62半导体中杂质和缺陷能级49半导体异质结构43半导体中载流子的统计分布610半导体的光学性质44半导体的导电性611半导体的热电性质45非平衡载流子612半导体的磁和压阻效应46PN结613非晶态半导体

3、47金属和半导体的接触4第1章：半导体中的电子状态（6学时）第一节半导体的晶体结构和结合性质一、金刚石型结构和共价键二、闪锌矿型结构和混合键三、纤锌矿型结构第二节半导体中的电子状态和能带一、原子的能级和晶体的能带二、半导体中的电子状态和能带三、导体、半导体、绝缘体的能带第三节半导体中电子的运动和有效质量一、半导体中E（k）与k的关系二、半导体中电子的平均速度三、半导体中电子的加速度一、有效质量的意义第四节本征半导体的导电机构空穴第五节回旋共振一、k空间等能面二、回旋共振第六节硅和锗的导带结构第七

4、节回旋共振第2章：半导体中杂质和缺陷能级（4学时）第一节硅、锗晶体中的杂质和缺陷能级一、替位式杂质间隙式杂质二、施主杂质、施主能级三、受主杂质、受主能级四、浅能级杂质电离能的简单计算五、杂质的补偿的作用六、深能级杂质第二节Ⅲ－Ⅴ族化合物中的杂质能级第三节缺陷、位错能级一、点缺陷二、位错第3章半导体中载流子的统计分布（6学时）第一节状态密度一、空间中量子态的分布二、状态密度第二节费米能级和载流子的统计分布一、费米分布函数二、玻耳兹曼分布函数三、导带中得电子浓度和价带中的空穴浓度四、载流子的浓度乘积

5、第三节本征半导体的载流子浓度第四节杂质半导体的载流子浓度一、杂质能级上的电子和空穴二、n型半导体的载流子浓度第五节一般情况下的载流子统计分布第六节简并半导体一、简并半导体的载流子浓度二、简并化条件三、低温载流子冻析效应一、禁带变窄效应第七节电子占据杂质能级的概率一、求解统计分布第4章半导体的导电性（6学时）第一节载流子的漂移运动和迁移率一、欧姆定律二、漂移速度和迁移率三、半导体的电导率和迁移率第二节载流子的散射一、载流子散射的概念二、半导体的主要散射机构第三节迁移率与杂质浓度和温度的关系一、平均

6、自由时间和散射概率的关系二、电导率、迁移率与平均自由时间的关系三、迁移率与杂质和温度的关系第四节电阻率及其与杂质浓度和温度的关系一、电阻率和杂质浓度的关系二、电阻率随温度的变化第五节玻耳兹曼方程、电导率的统计理论一、玻耳兹曼方程二、弛豫时间近似三、弱电场近似下玻耳兹曼方程的解四、球形等能面半导体的电导率第六节强电场下的效应、热载流子一、欧姆定律的偏移二、平均漂移速度与电场强度的关系第七节多能谷散射耿氏散射一、多能谷散射、体内负微分电导二、高场畴区及耿氏振荡第5章非平衡载流子（6学时）第一节非平衡

7、载流子的注入与复合第二节非平衡载流子的寿命第三节准费米能级第四节复合理论一、直接复合二、间接复合三、表面复合四、俄歇复合第五节缺陷效应第六节载流子的扩散运动第七节载流子的漂移运动、爱因斯坦关系式第八节连续性方程式第6章pn结（6学时）第一节pn结及其能带图一、pn结的形成和杂质分布二、空间电荷区三、pn结能带图四、pn结接触电势差五、pn结的载流子分布第二节pn结电流电压特性一、非平衡状态下的pn结二、理想pn结模型及其电流电压方程三、影响pn结电流电压特性偏离理想方程的各种因素第三节pn结电容

8、一、pn结电容的来源二、突变结的势垒电容三、线性缓变结的势垒电容四、扩散电容第四节pn结击穿一、雪崩击穿二、隧道击穿（齐纳击穿）三、热电击穿第五节pn结隧道效应第7章非平衡载流子（4学时）第一节金属半导体接触及其能级图一、金属和半导体的功函数二、接触电势差三、表面态对接触势垒的影响第二节金属半导体接触整流理论一、扩散理论二、热电子发射理论三、镜像力和隧道效应的影响四、肖特基势垒二极管第三节少数载流子的注入和欧姆接触一、少数载流子的注入二、欧姆接触第8章半导体表面与MIS结构（6学时）第一节表面态