半导体物理学
分享
课程详情
课程评价
spContent=从手机到数码相机,从计算机CPU到DRAM内存,从通讯设备到智能化生活,我们的生活已经越来越依赖这些电子产品。这些电子产品只是电子工业中的一小部分。如今电子工业已经成为全世界最大的工业,而这个工业的理论基础就是半导体物理学。让我们一起学习半导体物理,进入电子世界吧!
—— 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1讲:半导体中的电子状态和能带(2周)

1.1 半导体基础知识

1.2 原子中的电子状态——能级

1.3 晶体中的电子状态——能带    1.3.1 能带的形成

1.3 晶体中的电子状态——能带    1.3.2 能带论

1.4 半导体中电子的运动与有效质量

1.5 半导体的导电机构与空穴

1.6 回旋共振及常见半导体的能带结构

第2讲:半导体中的杂质和缺陷能级(1周)

2. 半导体中的杂质和缺陷能级(上) (杂质的类型;浅能级杂质)

2. 半导体中的杂质和缺陷能级(下) (杂质的补偿;深能级杂质;缺陷)

第3讲:半导体中载流子的统计分布(1.5周)

3.1 载流子浓度的表达式—1.状态密度

3.1 载流子浓度的表达式—2.分布函数(含非简并半导体)

3.1 载流子浓度的表达式—3.一般表达式;基本特征;电中性方程

3.2 半导体的载流子浓度与费米能级—1. 本征半导体

3.2 半导体的载流子浓度与费米能级—2. 杂质半导体

3.2 半导体的载流子浓度与费米能级—3. 杂质补偿半导体

3.3 简并半导体

3.4 小结

第4讲:半导体的导电性(1周)

4.1 载流子的漂移运动和迁移率

4.2 载流子的散射及对漂移运动的影响

4.3 电阻率与杂质浓度和温度的关系

4.4 小结

第5讲:非平衡载流子(1.5周)

5.1 非平衡态与非平衡载流子

5.2 复合理论与陷阱效应

5.3 非平衡载流子的扩散运动与爱因斯坦关系

5.4 连续性方程

5.5 小结

第6讲:金属和半导体的接触(1周)

6.1 M-S接触的势垒模型

6.2 整流接触和欧姆接触

第7讲:半导体表面与MIS结构(2周)

7.1 表面电场效应(下)

7.1 表面电场效应(上)

7.2 表面空间电荷区的基本性质(上)

7.2 表面空间电荷区的基本性质(下)

7.3 MIS结构的C-V特性(上)

7.3 MIS结构的C-V特性(下)

7.4  Si-SiO2系统及表面电导

第8讲:半导体异质结构(1周)

8.1 半导体异质结的能带结构(上)

8.1 半导体异质结的能带结构(下)

8.2 异质PN结的I-V特性和注入特性

8.3 半导体异质结量子阱及超晶格结构

第9讲:半导体的光学性质和光电与发光现象(1周)

9.1 半导体中的光吸收(上)

9.1 半导体中的光吸收(下)

9.2 半导体的光电导(上)

9.2 半导体的光电导(下)

9.3 光生伏特效应

9.4 半导体发光

第10讲:半导体的热电性质(1/3周)

10.1 半导体的热电效应

10.2 半导体的热导率

第11讲:半导体在磁场中的效应——霍耳效应(1/3周)

11. 霍耳效应

第12讲:非晶态半导体(1/3周)

12. 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