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《半導(dǎo)體物理學(xué)》課程設(shè)計(jì)說明書
一、 設(shè)計(jì)題目
如下兩個(gè)題目由學(xué)生任選一個(gè)進(jìn)行課程設(shè)計(jì)。
(1)雜質(zhì)半導(dǎo)體材料設(shè)計(jì)
(2)pn結(jié)設(shè)計(jì)
二、 課程目的和要求
通過本課程設(shè)計(jì),使學(xué)生掌握雜質(zhì)半導(dǎo)體材料和pn結(jié)的設(shè)計(jì)方法,并深刻認(rèn)識(shí)雜質(zhì)半導(dǎo)體材料和pn結(jié)的性能指標(biāo)與材料的基本物理性質(zhì)和幾何結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系,加深學(xué)生對(duì)半導(dǎo)體物理學(xué)基本理論知識(shí)的理解,提高學(xué)生的基本理論知識(shí)應(yīng)用能力。
要求每位學(xué)生獨(dú)立完成課程設(shè)計(jì)內(nèi)容,要正確理解課題,考慮問題要細(xì)致、全面。要通過查閱資料進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的設(shè)計(jì),基于所學(xué)知識(shí)進(jìn)行性能指標(biāo)的驗(yàn)算分析,設(shè)計(jì)和分析要有依有據(jù)、切實(shí)
2、合理。報(bào)告撰寫要條理清晰、表述清楚、格式規(guī)范。報(bào)告書格式參見附件3。
三、 設(shè)計(jì)要求
(1)雜質(zhì)半導(dǎo)體材料設(shè)計(jì)
根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況提出雜質(zhì)半導(dǎo)體材料飽和區(qū)溫度范圍、工作電導(dǎo)率的具體要求,查閱材料態(tài)密度有效質(zhì)量、能隙寬度、雜質(zhì)電離能等參數(shù)以及相關(guān)的物理常數(shù),進(jìn)行雜質(zhì)半導(dǎo)體材料的設(shè)計(jì)并進(jìn)行相關(guān)性能的驗(yàn)算分析。
(2)pn結(jié)設(shè)計(jì)
根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況提出突變pn結(jié)常溫下理想電流電壓特性(如一定電壓下的正向電流大小、反向飽和電流上限等)、電容特性的具體要求,查閱基體材料的態(tài)密度有效質(zhì)量、能隙寬度、遷移率、介電常數(shù)等參數(shù)以及相關(guān)的物理常數(shù),進(jìn)行理想pn結(jié)的設(shè)計(jì)并進(jìn)行特性分析,設(shè)計(jì)過程中可不考慮雜
3、質(zhì)補(bǔ)償作用。
四、 設(shè)計(jì)參數(shù)
(1)雜質(zhì)半導(dǎo)體材料設(shè)計(jì)
基體材料、摻雜元素、摻雜濃度
(2)pn結(jié)設(shè)計(jì)
基體種類、n型和p型雜質(zhì)元素、施主雜質(zhì)和受主雜質(zhì)濃度、pn結(jié)面積
五、 設(shè)計(jì)提綱
(1)雜質(zhì)半導(dǎo)體材料設(shè)計(jì)
見附錄1
(2)pn結(jié)設(shè)計(jì)
見附錄2
六、 參考資料
1、 劉恩科、朱秉升、羅晉生編著,《半導(dǎo)體物理學(xué)》,電子工業(yè)出版社,2008年第七版。
2、 【俄】Michael E. Levinshtein, Sergey I., 【俄】Rumyantsev,【美】Michael S. Shur 編著,楊樹人、殷景志譯,《先進(jìn)半導(dǎo)體材料性能與數(shù)據(jù)手冊(cè)》,化
4、學(xué)工業(yè)出版社,2003年第一版。
3、 【美】編著,趙鶴鳴, 錢敏, 黃秋萍譯,《半導(dǎo)體器件物理與工藝》,蘇州大學(xué)出版社, 2002年第二版。
執(zhí)筆人 徐序
審定人 常啟兵
2012年5月31
專心---專注---專業(yè)
附錄1
景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院
半導(dǎo)體課程設(shè)計(jì)報(bào)告
設(shè) 計(jì) 題 目 XXXX半導(dǎo)體材料的設(shè)計(jì)與性能分析
專業(yè)班級(jí)
姓名
5、
學(xué)號(hào)
指 導(dǎo) 教 師
完 成 時(shí) 間
年 月 日
一、 設(shè)計(jì)要求(查閱文獻(xiàn)資料,闡明所設(shè)計(jì)雜質(zhì)半導(dǎo)體材料的應(yīng)用背景,提出對(duì)材料性能如工作溫度區(qū)間、飽和區(qū)、 電導(dǎo)率、載流子濃度等的具體要求。)
二、 參數(shù)說明(以表格形式給出材料的設(shè)計(jì)參
6、數(shù);查找材料設(shè)計(jì)和性能分析過程中所涉及的相關(guān)參數(shù),以表格形式給出參數(shù)符號(hào)、參數(shù)值并注明出處;查找設(shè)計(jì)過程中所涉及的物理常數(shù),以表格形式給出。)
三、 性能指標(biāo)分析(根據(jù)半導(dǎo)體物理學(xué)相關(guān)理論進(jìn)行具體分析,計(jì)算得到如下性能指標(biāo)的具體數(shù)值。)
(1) 雜質(zhì)全部電離溫度(90%電離溫度)
(2) 載流子濃度分析(分區(qū)討論)
(3) 材料飽和區(qū)特征(飽和區(qū)的溫度范圍、載流子濃度)
(4) 摻雜后性能改善分析(分析摻雜前后半導(dǎo)體材料的性能如載流子濃度、電導(dǎo)率、溫度對(duì)載流子濃度的影響等的改善情況。)
四、 工藝可行性分析(主要是摻雜可行性分析,可從晶體結(jié)構(gòu)匹配性方面或根據(jù)文獻(xiàn)
7、資料進(jìn)行分析。)
五、 總結(jié)(對(duì)參數(shù)設(shè)計(jì)、性能分析、工藝分析等進(jìn)行簡(jiǎn)要總結(jié)。)
參考文獻(xiàn)
附錄2
景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院
半導(dǎo)體課程設(shè)計(jì)報(bào)告
設(shè) 計(jì) 題 目 XX基理想突變pn結(jié)的設(shè)計(jì)與性能分析
專業(yè)班級(jí)
姓名
學(xué)號(hào)
指 導(dǎo) 教 師
8、
完 成 時(shí) 間
年 月 日
一、 設(shè)計(jì)要求(查閱文獻(xiàn)資料,闡明所設(shè)計(jì)pn結(jié)的應(yīng)用背景,提出對(duì)室溫下理想突變pn結(jié)的性能如正向電壓電流關(guān)系、反向飽和電流大小、電容特性等方面的具體要求。)
二、 參數(shù)說明(以表格形式給出材料的設(shè)計(jì)參數(shù);查找材料設(shè)計(jì)和性能分析過程中所涉及的相關(guān)參數(shù),以表格形式給出參數(shù)符號(hào)、參數(shù)值并注明出處;查找設(shè)計(jì)過程中所涉及的物理常數(shù),以表格形式給出
9、。)
三、 性能指標(biāo)分析(根據(jù)半導(dǎo)體物理學(xué)相關(guān)理論進(jìn)行具體分析,計(jì)算得到如下性能指標(biāo)的具體數(shù)值。)
(1) pn結(jié)勢(shì)壘高度計(jì)算
(2) 非平載流子濃度分析
(3) 電流密度方程的建立和常溫電壓電流特性分析(計(jì)算并作圖說明電壓電流。)
(4) 電容特性分析(勢(shì)壘電容和擴(kuò)散電容的計(jì)算說明。)
四、 工藝可行性分析(pn結(jié)的制備工藝選擇和摻雜可行性分析,后者可從晶體結(jié)構(gòu)匹配性方面或根據(jù)文獻(xiàn)資料進(jìn)行分析。)
五、 總結(jié)(對(duì)參數(shù)設(shè)計(jì)、性能分析、工藝分析等進(jìn)行簡(jiǎn)要總結(jié)。)
參考文獻(xiàn)
附錄3
課程設(shè)計(jì)說明書撰寫規(guī)范
一、 字體
標(biāo)題:黑體,大標(biāo)題四
10、號(hào),小標(biāo)題小四號(hào)
正文內(nèi)容:中文用宋體,,英文用新羅馬體,小四號(hào),行間距為1.5倍行距。
參考文獻(xiàn):中文用宋體,,英文用新羅馬體,小四號(hào),行間距為1.0倍行距。
二、 打印
設(shè)計(jì)報(bào)告書一律使用A4打印紙計(jì)算機(jī)打印,頁邊距上2.5cm,下2cm,左2.5cm,右2cm(左裝訂),頁下居中標(biāo)明頁碼。
三、 公式
公式格式要規(guī)范化,全文公式統(tǒng)一編號(hào),公式中首次出現(xiàn)的符號(hào)要進(jìn)行說明。
例:
(1)
式中 NC——導(dǎo)帶的有效狀態(tài)密度
EC——導(dǎo)帶低能級(jí)
EF——費(fèi)米能級(jí)
k0——波耳茲曼常數(shù)
T——溫度
四、 表格
每個(gè)
11、表格應(yīng)有自己的表題和表序,表題應(yīng)寫在表格上方正中,表序?qū)懺诒眍}左方不加標(biāo)點(diǎn),空一格接寫表題,表題末尾不加標(biāo)點(diǎn)。全文的表格統(tǒng)一編序。表格應(yīng)寫在離正文首次出現(xiàn)處的近處,不應(yīng)過分超前或拖后。
五、 插圖
課程設(shè)計(jì)報(bào)告書的插圖必須精心制作,線條要?jiǎng)蚍Q,圖面要整潔美觀,插圖應(yīng)與正文呼應(yīng),不得與正文脫節(jié)。每幅插圖應(yīng)有圖序和圖題,全文插圖統(tǒng)一編序,圖序和圖題位于圖位下方居中處。由若干分圖組成的插圖,分圖用a,b,c……標(biāo)序,分圖的圖名以及圖中各種代號(hào)的意義,以圖注形式寫在圖題下方,選寫分圖名,另起行后寫代號(hào)的意義。
六、 參考文獻(xiàn)
參考文獻(xiàn)的羅列順序號(hào)碼應(yīng)與正文中出現(xiàn)的參考文獻(xiàn)引用編號(hào)一致,并根據(jù)正
12、文中文獻(xiàn)引用首次出現(xiàn)的先后順序進(jìn)行編號(hào),寫法應(yīng)規(guī)范。
參考文獻(xiàn)一般有書(或?qū)V?、期刊、學(xué)位報(bào)告書集、專利等幾類,應(yīng)按文獻(xiàn)號(hào)、作者、文獻(xiàn)名稱、出版社和出版日期(期刊則按刊物名稱、卷、期)等順序書寫。應(yīng)特別注意書寫順序和標(biāo)點(diǎn)符號(hào)。例如:
參考文獻(xiàn)
[1] 吳中慶,張基田.SiC顆粒與液體鋁的界石層.廣州:92秋季中國(guó)材料科學(xué)研討會(huì),C-MRS,1992.603-609.
[2]Schacht E.Industrial polysaccharides. Amsterdam:Elsevier Science,1987
[3]郭景坤.陶瓷材料的強(qiáng)化與增韌新途徑的探索.無機(jī)材料學(xué)報(bào),1998,13910;23-26
[4]Spriggs G E.A history of fine grained hardmetal. Int J of Refractory Metal and Hard Material,1995,13:241-255