《半導(dǎo)體物理與器件》教學(xué)大綱

二、教學(xué)內(nèi)容及基本要求第一章：固體晶格結(jié)構(gòu)（4學(xué)時）教學(xué)內(nèi)容：1.1半導(dǎo)體材料1.2固體類型1.3空間晶格1.4原子價鍵1.5固體中的缺陷與雜質(zhì)1.6半導(dǎo)體材料的生長教學(xué)要求：1、了解半導(dǎo)體材料的特性,掌握固體的基本結(jié)構(gòu)類型；2、掌握描述空間晶格的物理參量,了解原子價鍵類型；3、了解固體中缺陷與雜質(zhì)的類型；4、了解半導(dǎo)體材料的生長過程。授課方式：講授第二章：量子力學(xué)初步（4學(xué)時）教學(xué)內(nèi)容：2.1量子力學(xué)的基本原理2.2薛定諤波動方程2.3薛定諤波動方程的應(yīng)用2.4原子波動理論的延伸教學(xué)要求：1、掌握量子力學(xué)的基本原理，掌握波動方程及波函數(shù)的意義；2、掌握薛定諤波動方程在自由電子、無限深勢阱、階躍勢函數(shù)、矩形勢壘中應(yīng)用；3、了解波動理論處理單電子原子模型。授課方式：講授第三章：固體量子理論初步（4學(xué)時）教學(xué)內(nèi)容：3.1允帶與禁帶格3.2固體中電的傳導(dǎo)3.3三維擴展3.4狀態(tài)密度函數(shù)3.5統(tǒng)計力學(xué)教學(xué)要求：1、掌握能帶結(jié)構(gòu)的基本特點，掌握固體中電的傳導(dǎo)過程；2、掌握能帶結(jié)構(gòu)的三維擴展，掌握電子的態(tài)密度分布；3、掌握費密-狄拉克分布和玻耳茲曼分布。授課方式：講授第四章：平衡半導(dǎo)體（6學(xué)時）教學(xué)內(nèi)容：4.1半導(dǎo)體中的載流子4.2摻雜原子與能級4.3非本征半導(dǎo)體4.4施主與受主的統(tǒng)計學(xué)分布4.5電中性狀態(tài)4.6費密能級的位置教學(xué)要求：1、掌握本征載流字電子和空穴的平衡分布；2、掌握摻雜原子的作用，掌握非本征載流字電子和空穴的平衡分布；3、掌握完全電離和束縛態(tài)，掌握補償半導(dǎo)體平衡電子和空穴濃度；4、掌握費密能級隨摻雜濃度和溫度的變化。授課方式：講授第五章：載流子輸運現(xiàn)象（4學(xué)時）教學(xué)內(nèi)容：5.1載流子的漂移運動5.2載流子擴散5.3雜質(zhì)梯度分布5.4霍爾效應(yīng)教學(xué)要求：1、掌握載流子漂移運動的規(guī)律，掌握載流子漂移擴散的規(guī)律；2、了解雜質(zhì)梯度分布規(guī)律，了解霍爾效應(yīng)現(xiàn)象。授課方式：講授第六章：非平衡過剩載流子（6學(xué)時）教學(xué)內(nèi)容：6.1載流子的產(chǎn)生與復(fù)合6.2過剩載流子的性質(zhì)6.3雙極輸運6.4準費密能級6.5過剩載流子的壽命6.6表面效應(yīng)教學(xué)要求：1、掌握載流子產(chǎn)生與復(fù)合的規(guī)律，掌握連續(xù)性方程與擴散方程；2、掌握雙極輸運方程的推導(dǎo)與應(yīng)用，掌握準費密能級的確定；3、了解肖克萊-里德-霍爾復(fù)合理論及非本征摻雜和小注入的約束條件；4、了解表面態(tài)與表面復(fù)合速。授課方式：講授第七章：PN結(jié)（2學(xué)時）教學(xué)內(nèi)容：7.1PN結(jié)的基本結(jié)構(gòu)7.2零偏7.3反偏7.4非均勻摻雜PN結(jié)教學(xué)要求：1、掌握PN結(jié)的基本結(jié)構(gòu)，掌握內(nèi)建電勢差與空間電荷區(qū)寬度；2、掌握勢壘電容與單邊突變結(jié)，了解線性緩變結(jié)與超突變結(jié)。授課方式：講授第八章：PN結(jié)二極管（4學(xué)時）教學(xué)內(nèi)容：8.1PN結(jié)電流8.2PN結(jié)的小信號模型8.3產(chǎn)生與復(fù)合電流8.4結(jié)擊穿8.5電荷存儲與二極管瞬態(tài)8.6隧道二極管教學(xué)要求：1、掌握PN結(jié)內(nèi)電荷流動的定性描述，掌握擴散電阻與等效電路；2、掌握反偏產(chǎn)生電流正偏復(fù)合電流；3、了解結(jié)擊穿的物理圖像，了解關(guān)瞬態(tài)與開瞬態(tài)，了解隧道二極管的基本特征。授課方式：講授第九章：雙極晶體管（6學(xué)時）教學(xué)內(nèi)容：10.1雙極晶體管的工作原理10.2少子的分布10.3低頻共基極電流增益10.4非理想效應(yīng)10.5等效電路模型10.6頻率上限教學(xué)要求：1、掌握雙極晶體管的工作原理，掌握少子的分布規(guī)律；2、了解有用因素及電流增益的數(shù)學(xué)表達式；3、掌握基區(qū)寬度調(diào)制效應(yīng)及大注入效應(yīng)；4、了解Ebers-Moll模型及Gummel-Poon模型；5、了解延時因子的概念及晶體管截止頻率。授課方式：講授第十章：MOS場效應(yīng)管（1）（4學(xué)時）教學(xué)內(nèi)容：11.1雙端MOS結(jié)構(gòu)11.2電容—電壓特性11.3MOSFET基本原理11.4頻率限制特性11.5CMOS技術(shù)教學(xué)要求：1、掌握能帶圖、耗盡層厚度、功函數(shù)、平帶電壓、閾值電壓、電荷分布；2、掌握理想C-V特性及頻率特性；3、掌握MOSFET的結(jié)構(gòu)及電流--電壓關(guān)系的數(shù)學(xué)推導(dǎo)；4、了解小信號等效電路，了解CMOS制備技術(shù)。授課方式：講授第十一章：MOS場效應(yīng)管（2）（4學(xué)時）教學(xué)內(nèi)容：12.1非理想效應(yīng)12.2MOSFET按比例縮小理論12.3閾值電壓的修正12.4附加電學(xué)特性12.5輻射和熱電子效應(yīng)