《《半導(dǎo)體物理學(xué)》教學(xué)大綱》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《《半導(dǎo)體物理學(xué)》教學(xué)大綱（7頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、半導(dǎo)體物理
第 I 條 Semiconductor Physics
課程編號(hào)：042435
課程性質(zhì)：學(xué)科基礎(chǔ)課
適用專業(yè)：微電子學(xué)專業(yè)
先修課程：固體物理，量子力學(xué)，統(tǒng)計(jì)物理
后續(xù)課程：集成電路
總學(xué)分： 4 其中實(shí)驗(yàn)學(xué)分：0
教學(xué)目的與要求：本課程是微電子學(xué)專業(yè)的主干課之一。通過對(duì)本課程的學(xué)習(xí)，掌握能帶理論和統(tǒng)計(jì)物理的基本概念，以此為基礎(chǔ)介紹半導(dǎo)體物理的基礎(chǔ)知識(shí)以及相關(guān)器件的工作原理。從微觀角度了解半導(dǎo)體中載流子的能量狀態(tài)、統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律和散射及電導(dǎo)規(guī)律。了解半導(dǎo)體中非平衡載流子的產(chǎn)生、復(fù)合、漂移和擴(kuò)散等運(yùn)動(dòng)規(guī)律。了解摻雜和缺陷在
2、半導(dǎo)體物理中的重要作用。半導(dǎo)體的特性、半導(dǎo)體內(nèi)部載流子的基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律，；了解半導(dǎo)體的光、電、磁、熱等物理效應(yīng)。掌握半導(dǎo)體物理特性的計(jì)算方法，掌握半導(dǎo)體器件的四大基本結(jié)構(gòu)及其工作原理。
教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時(shí)安排
序號(hào)
章目名稱
學(xué)時(shí)分配
序號(hào)
章目名稱
學(xué)時(shí)分配
1
半導(dǎo)體中的電子狀態(tài)
6
8
半導(dǎo)體表面與MIS結(jié)構(gòu)
6
2
半導(dǎo)體中雜質(zhì)和缺陷能級(jí)
4
9
半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)
4
3
半導(dǎo)體中載流子的統(tǒng)計(jì)分布
6
10
半導(dǎo)體的光學(xué)性質(zhì)
4
4
半導(dǎo)體的導(dǎo)電性
6
11
半導(dǎo)體的熱電性質(zhì)
4
5
非平衡載流子
6
12
半導(dǎo)體的磁和壓
3、阻效應(yīng)
4
6
PN結(jié)
6
13
非晶態(tài)半導(dǎo)體
4
7
金屬和半導(dǎo)體的接觸
4
第1章：半導(dǎo)體中的電子狀態(tài)（6學(xué)時(shí)）
第一節(jié) 半導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu)和結(jié)合性質(zhì)
一、 金剛石型結(jié)構(gòu)和共價(jià)鍵
二、 閃鋅礦型結(jié)構(gòu)和混合鍵
三、 纖鋅礦型結(jié)構(gòu)
第二節(jié) 半導(dǎo)體中的電子狀態(tài)和能帶
一、 原子的能級(jí)和晶體的能帶
二、 半導(dǎo)體中的電子狀態(tài)和能帶
三、 導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體的能帶
第三節(jié) 半導(dǎo)體中電子的運(yùn)動(dòng)和有效質(zhì)量
一、 半導(dǎo)體中E（k）與k的關(guān)系
二、 半導(dǎo)體中電子的平均速度
三、 半導(dǎo)體中電子的加速度
四、 有效質(zhì)量的意義
第四節(jié) 本征半導(dǎo)體的
4、導(dǎo)電機(jī)構(gòu) 空穴
第五節(jié) 回旋共振
一、 k空間等能面
二、 回旋共振
第六節(jié) 硅和鍺的導(dǎo)帶結(jié)構(gòu)
第七節(jié) 回旋共振
第2章：半導(dǎo)體中雜質(zhì)和缺陷能級(jí)（4學(xué)時(shí)）
第一節(jié) 硅、鍺晶體中的雜質(zhì)和缺陷能級(jí)
一、 替位式雜質(zhì) 間隙式雜質(zhì)
二、 施主雜質(zhì)、施主能級(jí)
三、 受主雜質(zhì)、受主能級(jí)
四、 淺能級(jí)雜質(zhì)電離能的簡(jiǎn)單計(jì)算
五、 雜質(zhì)的補(bǔ)償?shù)淖饔?
六、 深能級(jí)雜質(zhì)
第二節(jié) Ⅲ－Ⅴ族化合物中的雜質(zhì)能級(jí)
第三節(jié) 缺陷、位錯(cuò)能級(jí)
一、 點(diǎn)缺陷
二、 位錯(cuò)
第3章 半導(dǎo)體中載流子的統(tǒng)計(jì)分布（6學(xué)時(shí)）
第一節(jié) 狀態(tài)密度
一、 空間中量子態(tài)的
5、分布
二、狀態(tài)密度
第二節(jié) 費(fèi)米能級(jí)和載流子的統(tǒng)計(jì)分布
一、 費(fèi)米分布函數(shù)
二、 玻耳茲曼分布函數(shù)
三、 導(dǎo)帶中得電子濃度和價(jià)帶中的空穴濃度
四、 載流子的濃度乘積
第三節(jié) 本征半導(dǎo)體的載流子濃度
第四節(jié) 雜質(zhì)半導(dǎo)體的載流子濃度
一、 雜質(zhì)能級(jí)上的電子和空穴
二、 n型半導(dǎo)體的載流子濃度
第五節(jié) 一般情況下的載流子統(tǒng)計(jì)分布
第六節(jié) 簡(jiǎn)并半導(dǎo)體
一、 簡(jiǎn)并半導(dǎo)體的載流子濃度
二、 簡(jiǎn)并化條件
三、 低溫載流子凍析效應(yīng)
四、 禁帶變窄效應(yīng)
第七節(jié) 電子占據(jù)雜質(zhì)能級(jí)的概率
一、求解統(tǒng)計(jì)分布
第4章 半導(dǎo)體的導(dǎo)電性（6學(xué)時(shí)）
6、 第一節(jié) 載流子的漂移運(yùn)動(dòng)和遷移率
一、 歐姆定律
二、 漂移速度和遷移率
三、 半導(dǎo)體的電導(dǎo)率和遷移率
第二節(jié) 載流子的散射
一、 載流子散射的概念
二、 半導(dǎo)體的主要散射機(jī)構(gòu)
第三節(jié) 遷移率與雜質(zhì)濃度和溫度的關(guān)系
一、 平均自由時(shí)間和散射概率的關(guān)系
二、 電導(dǎo)率、遷移率與平均自由時(shí)間的關(guān)系
三、 遷移率與雜質(zhì)和溫度的關(guān)系
第四節(jié) 電阻率及其與雜質(zhì)濃度和溫度的關(guān)系
一、 電阻率和雜質(zhì)濃度的關(guān)系
二、 電阻率隨溫度的變
7、化
第五節(jié) 玻耳茲曼方程、電導(dǎo)率的統(tǒng)計(jì)理論
一、 玻耳茲曼方程
二、 弛豫時(shí)間近似
三、 弱電場(chǎng)近似下玻耳茲曼方程的解
四、 球形等能面半導(dǎo)體的電導(dǎo)率
第六節(jié) 強(qiáng)電場(chǎng)下的效應(yīng)、熱載流子
一 、歐姆定律的偏移
二 、平均漂移速度與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系
第七節(jié) 多能谷散射 耿氏散射
一、 多能谷散射、 體內(nèi)負(fù)微分電導(dǎo)
二、 高場(chǎng)疇區(qū)及耿氏振蕩
第5章 非平衡載流子（6學(xué)時(shí)）
第一節(jié) 非平衡載流子的注入與復(fù)合
第二節(jié) 非平衡
8、載流子的壽命
第三節(jié) 準(zhǔn)費(fèi)米能級(jí)
第四節(jié) 復(fù)合理論
一、 直接復(fù)合
二、 間接復(fù)合
三、 表面復(fù)合
四、 俄歇復(fù)合
第五節(jié) 缺陷效應(yīng)
第六節(jié) 載流子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)
第七節(jié) 載流子的漂移運(yùn)動(dòng)、愛因斯坦關(guān)系式
第八節(jié) 連續(xù)性方程式
第6章 pn 結(jié)（6學(xué)時(shí)）
第一節(jié) pn結(jié)及其能帶圖
一、 pn結(jié)的形成和雜質(zhì)分布
二、 空間電荷區(qū)
三、 pn結(jié)能帶圖
四、 pn結(jié)接觸電勢(shì)差
五、 pn結(jié)的載流子分布
9、
第二節(jié) pn結(jié)電流電壓特性
一、 非平衡狀態(tài)下的pn結(jié)
二、 理想pn結(jié)模型及其電流電壓方程
三、 影響pn結(jié)電流電壓特性偏離理想方程的各種因素
第三節(jié) pn結(jié)電容
一、 pn結(jié)電容的來源
二、 突變結(jié)的勢(shì)壘電容
三、 線性緩變結(jié)的勢(shì)壘電容
四、 擴(kuò)散電容
第四節(jié) pn結(jié)擊穿
一、 雪崩擊穿
二、 隧道擊穿（齊納擊穿）
三、 熱電擊穿
第五節(jié) pn結(jié)隧道效應(yīng)
第7章 非平衡載流子（4學(xué)時(shí)）
第一節(jié) 金屬半
10、導(dǎo)體接觸及其能級(jí)圖
一、 金屬和半導(dǎo)體的功函數(shù)
二、 接觸電勢(shì)差
三、 表面態(tài)對(duì)接觸勢(shì)壘的影響
第二節(jié) 金屬半導(dǎo)體接觸整流理論
一、 擴(kuò)散理論
二、 熱電子發(fā)射理論
三、 鏡像力和隧道效應(yīng)的影響
四、 肖特基勢(shì)壘二極管
第三節(jié) 少數(shù)載流子的注入和歐姆接觸
一、少數(shù)載流子的注入
二、歐姆接觸
第8章 半導(dǎo)體表面與MIS結(jié)構(gòu)（6學(xué)時(shí)）
第一節(jié) 表面態(tài)
第二節(jié) 表面電場(chǎng)效應(yīng)
一、 空間電荷層及表面勢(shì)
二、 表面空間電荷層的電場(chǎng)、電勢(shì)和電
11、容
第三節(jié) MIS結(jié)構(gòu)的電容－電壓特性
一、 理想MIS結(jié)構(gòu)的電容－電壓特性
二、 金屬與半導(dǎo)體功函數(shù)差對(duì)MIS結(jié)構(gòu)C-V特性的影響
三、 絕緣層中電荷對(duì)MIS結(jié)構(gòu)C-V特性的影響
第四節(jié) 硅－二氧化硅的性質(zhì)
一、 二氧化硅中的可動(dòng)離子
二、 二氧化硅層中的固定表面電荷
三、 在硅－二氧化硅界面處的快界面態(tài)
四、 二氧化硅中的陷阱電荷
第五節(jié) 表面電導(dǎo)及遷移率
一、 表面電荷
二、 表面載流子的有效遷移率
第六節(jié) 表面電場(chǎng)對(duì)pn結(jié)特性的影響
一、表面電場(chǎng)作用下pn結(jié)
12、的能帶圖
二、表面電場(chǎng)作用下pn結(jié)的反向電流
三、表面電場(chǎng)對(duì)pn結(jié)擊穿特性的影響
四、表面鈍化
第9章 半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)（4學(xué)時(shí)）
第一節(jié) 半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)的能帶圖
一、半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)的能帶圖
二、半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)的接觸電勢(shì)差及勢(shì)壘區(qū)寬度
三、突變反型異質(zhì)結(jié)的勢(shì)壘電容
四、突變同型異質(zhì)結(jié)的若干公式
第二節(jié) 半導(dǎo)體異質(zhì)pn結(jié)的電流電壓特性及注入特性
一、半導(dǎo)體異質(zhì)pn結(jié)的電流－電壓特性
二、異質(zhì)pn結(jié)的注入特性
13、 第三節(jié) 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
一、 半導(dǎo)體調(diào)制摻雜異質(zhì)結(jié)構(gòu)界面量子阱
二、 雙異質(zhì)結(jié)間的單量子阱結(jié)構(gòu)
三、 雙勢(shì)壘單量子阱結(jié)構(gòu)及共振隧穿效應(yīng)
第四節(jié) 半導(dǎo)體應(yīng)變異質(zhì)結(jié)構(gòu)
一、 應(yīng)變異質(zhì)結(jié)
二、 應(yīng)變異質(zhì)結(jié)構(gòu)中應(yīng)變層材料能帶的人工改性
第五節(jié) 半導(dǎo)體超晶格
第六節(jié) 半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)在光電子器件中的應(yīng)用 一、單異質(zhì)結(jié)激光器
二、雙異質(zhì)結(jié)激光器
三、大光學(xué)腔激光器
第10章 非平衡載流子（4學(xué)時(shí)）
第一節(jié) 半導(dǎo)體的光學(xué)性質(zhì)和
14、光電的發(fā)光現(xiàn)象
一、 折射率和吸收系數(shù)
二、 反射系數(shù)和透射系數(shù)
第二節(jié) 半導(dǎo)體的光吸收
一、 本征吸收
二、 直接躍遷和間接躍遷
三、 其他吸收過程
第三節(jié) 半導(dǎo)體的光電導(dǎo)
一、 附加電導(dǎo)率
二、 定態(tài)光電導(dǎo)及其弛豫過程
三、 光電導(dǎo)靈敏度及光電導(dǎo)增益
四、 復(fù)合和陷阱效應(yīng)對(duì)光電導(dǎo)的影響
五、 本征光電導(dǎo)的光譜分布
六、 雜質(zhì)光電導(dǎo)
第四節(jié) 半導(dǎo)體的光生伏特效應(yīng)
一、 pn結(jié)的光生伏特效應(yīng)
二、 光電池的電流電壓特性
第五節(jié) 半導(dǎo)體發(fā)光
一、 輻射躍遷
二、 發(fā)
15、光效率
三、 電致發(fā)光激發(fā)機(jī)構(gòu)
第六節(jié) 半導(dǎo)體激光
一、 自發(fā)輻射和受激輻射
二、 分布反轉(zhuǎn)
三、 pn結(jié)激光器原理
四、 激光材料
第11章 半導(dǎo)體的熱電性質(zhì)（4學(xué)時(shí)）
第一節(jié) 熱電效應(yīng)的一般描述
一、 塞貝克效應(yīng)
二、 鉑耳帖效應(yīng)
三、 湯姆遜效應(yīng)
四、 塞貝克系數(shù)、鉑耳帖系數(shù)和湯姆遜系數(shù)間的關(guān)系
第二節(jié) 半導(dǎo)體的溫差電動(dòng)勢(shì)率
一、 一種載流子的絕對(duì)溫差電動(dòng)勢(shì)率
二、 兩種載流子的絕對(duì)溫差電動(dòng)勢(shì)率
三、 兩種材料的溫差電動(dòng)勢(shì)
16、 第三節(jié) 半導(dǎo)體的鉑耳帖效應(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
一、 載流子對(duì)熱導(dǎo)率的貢獻(xiàn)
二、 聲子對(duì)熱導(dǎo)率的貢獻(xiàn)
第六節(jié) 半導(dǎo)體熱電效應(yīng)的應(yīng)用
第12 半導(dǎo)體磁和壓阻效應(yīng)（4學(xué)時(shí)）
第一節(jié) 霍爾效應(yīng)
一、 一種載流子的霍爾效應(yīng)
二、 載流子在電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
三、 兩種載流子的霍爾效應(yīng)
四、 霍爾效應(yīng)的應(yīng)用
第二節(jié) 磁阻效應(yīng)
一、 物理磁阻效應(yīng)
二、 幾何磁阻效應(yīng)
三、 磁阻效應(yīng)的應(yīng)用
17、第三節(jié) 磁光效應(yīng)
一、 朗道（landau）能級(jí)
二、 帶間磁光吸收
第四節(jié) 量子化霍爾效應(yīng)
第五節(jié) 熱磁效應(yīng)
一、 愛廷豪森效應(yīng)
二、 能斯脫效應(yīng)
三、 里紀(jì)－勒杜克效應(yīng)
第六節(jié) 光磁電效應(yīng)
一、 光擴(kuò)散電勢(shì)差
二、 光磁電效應(yīng)
第七節(jié) 壓阻效應(yīng)
一、壓阻系數(shù)
二、液體靜壓強(qiáng)作用下的效應(yīng)
三、單軸拉伸或壓縮下的效應(yīng)
四、壓阻效應(yīng)的應(yīng)用
第13章 非晶態(tài)半導(dǎo)體（4學(xué)時(shí)）
第一節(jié) 非晶態(tài)半導(dǎo)體的結(jié)
18、構(gòu)
第二節(jié) 非晶態(tài)半導(dǎo)體中的電子態(tài)
一、 無序體系中的電子態(tài)的定域化
二、 遷移率邊
三、 非晶態(tài)半導(dǎo)體的能帶模型
四、 非晶態(tài)半導(dǎo)體的化學(xué)鍵結(jié)構(gòu)
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)
一、 四面體結(jié)構(gòu)非晶態(tài)半導(dǎo)體中的缺陷和隙態(tài)
二、 硫系非晶態(tài)半導(dǎo)體的缺陷與缺陷定域態(tài)
三、 Ⅳ族元素非晶態(tài)半導(dǎo)體的摻雜效應(yīng)
第四節(jié) 非晶態(tài)半導(dǎo)體中的電學(xué)性質(zhì)
一、 非晶態(tài)半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理
二、 非晶態(tài)半導(dǎo)體的漂移遷移率
三、 非晶態(tài)半導(dǎo)體的彌散輸運(yùn)過程
第五節(jié) 非晶態(tài)半導(dǎo)體中的光學(xué)性質(zhì)
一、 非晶態(tài)半導(dǎo)體的光吸收
二、 非晶態(tài)半導(dǎo)體的光電導(dǎo)
第六節(jié) a－SI：H的pn結(jié)與金－半接觸特性
《半導(dǎo)體物理學(xué)》教學(xué)大綱
