半导体物理学
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—— 课程团队
课程概述

半导体物理学是电子科学与技术专业、微电子科学与工程专业的专业基础课程。主要涵盖四个部分的内容,分别是:晶体半导体的基础知识和性质1讲至第5讲半导体的接触现象6讲至第8讲)、半导体的光、热、磁等物理现象(第9讲至第11讲),以及非晶态半导体(第12讲)。

课程由陕西省教学名师,西北大学张志勇教授领衔课程团队打造,以刘恩科等编著的《半导体物理学》电子工业出版社,第七版教材为蓝本,通过对其中教学内容的提炼概括,浓缩出数十个知识单元。力争通过将抽象的物理概念、物理过程形象化处理,使该门课程更加通俗易懂,提高学生学习兴趣。


授课目标

1、使学生全面了解和掌握半导体物理的基础知识和基本理论,为相关专业课程(与微电子器件、集成电路有关的课程)的学习奠定良好的基础;

2、能够阅读半导体行业科技资料、掌握行业动态,系统地了解微电子技术领域的研究进展

3、为将来从事半导体技术领域的科学研究与技术开发奠定良好的基础。


课程大纲


第一部分:晶体半导体的基础知识和性质

1讲:半导体中的电子状态和能带

介绍晶体能带的形成及特征半导体的导电机构和空穴回旋共振实验及有效质量以及常用半导体的能带结构。

2讲:半导体中的杂质和缺陷能级

重点介绍浅能级杂质及对半导体性能的影响简单介绍深能级杂质缺陷对半导体性能的影响。

3讲:半导体中载流子的统计分布

介绍载流子的状态密度、分布函数、载流子浓度的表达式本征半导体杂质半导体载流子浓度费米能级随温度变化规律简并半导体以及半导体发生简并化的条件

4讲:半导体的导电性

介绍载流子的漂移运动载流子的散射及电率随杂质浓度和温度的变化规律。

5讲:非平衡载流子

介绍非平衡载流子和非平衡态的相关概念载流子的复合,载流子扩散运动爱因斯坦关系式以及连续性方程

 

第二部分:半导体的接触现象

6讲:金属和半导体的接触

介绍金属—半导体接触势垒模型整流接触和欧姆接触的特征及形成条件

7讲:半导体表面与MIS结构

介绍表面电场效应,表面空间电荷区的性质,MIS结构的C-V特性,Si-SiO2系统及表面电导。

8讲:半导体异质结构

介绍半导体异质结的能带结构,异质结的I-V特性和注入特性,异质结量子阱及超晶格结构。

 

第三部分:半导体的光、热、磁等物理现象

9讲:半导体的光学性质

介绍半导体的光吸收、光电导,光生伏特效应以及半导体发光

10讲:半导体的热电性质

介绍半导体的热电性质。

11讲:半导体在磁场中的效应

介绍半导体磁效应中的霍耳效应

 

第四部分:非晶态半导体

12讲:非晶态半导体

简要介绍非晶态半导体。





预备知识

本课程的先修课程主要有普通物理、热力学与统计物理、量子力学、固体物理学。



证书要求

课程成绩由两个部分构成:

单元测验根据教学内容,安排单元测验,由客观题构成,占总成绩的40%;

期末考试:根据课程内容,安排期末考试,由客观题构成,占总成绩的60%。


总评成绩60分至85分为合格,可获得合格证书;85等于100分为优秀,可获得优秀证书。

成绩合格及优秀者,可以在课程结束后自动获得电子版的免费证书;也可以申请纸质版认证证书,纸质版认证证书收费:100元/人。


 


参考资料

 材: 《半导体物理学》 电子工业出版社第七版   刘恩科等编

参考书:    1、《半导体物理学》 电子工业出版社   顾祖毅等编

2、《半导体物理学》 高教出版社       叶良修编

3、《半导体物理学》 吉林人民出版社   刘文明

4、《半导体器件物理》科学出版社      王家骅

5《半导体器件物理与工艺》科学出版社 A.S.Grove

6、《Physics of Semiconductor Deviecs[] 施敏

7Semiconductors, 2nd edition, Cambridge University PressR.A.Smith

中译本:《半导体》 科学出版社,高鼎三等译