spContent=现名半导体物理基础
本课程主要以高等数学、物理为基础,涉及半导体晶格结构,载流子统计分布,载流子散射计电导问题,非平衡载流子的产生、符合及其运动规律,pn结,半导体器件等主要内容,理论与实际并重,是微电子学的一门专业课。通过本课程的学习,使学生获得本课程必要的基础理论、基本知识、基本技能和基本方法,为从事微电子专业科学研究工作打下良好的基础。本课程须先修课程是高等数学、物理等;采用课堂讲授与习题结合的教学方法,为考试课程。
现名半导体物理基础
本课程主要以高等数学、物理为基础,涉及半导体晶格结构,载流子统计分布,载流子散射计电导问题,非平衡载流子的产生、符合及其运动规律,pn结,半导体器件等主要内容,理论与实际并重,是微电子学的一门专业课。通过本课程的学习,使学生获得本课程必要的基础理论、基本知识、基本技能和基本方法,为从事微电子专业科学研究工作打下良好的基础。本课程须先修课程是高等数学、物理等;采用课堂讲授与习题结合的教学方法,为考试课程。
—— 课程团队
课程概述
现名半导体物理基础
《先进半导体材料》是微电子学专业的一门专业必修课。通过本课程的学习,使学生获得本课程必要的基础理论、基本知识、基本技能和基本方法,为从事微电子专业和今后的实际科学研究工作打下良好的基础。
1. 教学目标
本课程以培养学生自学能力、独立分析问题和实际解决问题的能力为目标,以掌握分析半导体材料的基本原理,以固体晶格结构、量子力学、固体量子理论、载流子运动为主要内容,理论与实际并重。
2. 基本要求
(1) 了解固体晶格结构,掌握理想单晶半导体材料;
(2) 掌握分析半导体材料的基础物理知识——量子力学和固体量子理论;
(3) 掌握半导体材料物理知识。
课程大纲
第1章 固体晶格结构
课时目标:理解并掌握半导体材料分类和性质,固体的基本知识和半导体中常用材料结构模型。
1.1半导体材料的性质和分类
1.2晶体结构和密勒指数
1.3原子价键
1.4缺陷和杂质
第2章量子力学初步
课时目标:掌握并建立分析粒子运动的数学模型和求解方法,并在给定条件下求解方程,掌握重要结论。
2.1能量量子化
2.2薛定谔波动方程
2.3自由空间中粒子的运动
2. 4无限深势阱中粒子的运动
2. 5粒子在矩形势垒中的运动
固体量子理论
课时目标:掌握能带理论、半导体中导电粒子及其有效质量、半导体中状态函数和粒子统计分布,并应用状态密度函数和统计分布求解半导体中状态个数和状态被粒子占据的概率。
3.1能带的形成
3.2克龙尼克-潘纳模型
3.3能带结构
3.4有效质量
3.5状态密度函数
3. 6统计力学分布
平衡半导体
课时目标:理解并掌握平衡状态下,本征半导体和非本征半导体中基本概念和载流子分析模型,求解载流子浓度,掌握费米能级位置和掺杂材料、浓度之间的关系。
4.1热平衡下电子和空穴浓度
4.2本征半导体掺杂原子与能级
4.3施主和受主
4.4杂质半导体
4.5电中性方程
4.6杂质半导体中费米能级的位置
4. 7简并半导体
载流子输运现象
课时目标:理解载流子输运现象,并应用载流子运动方程求解载流子浓度,并理解载流子浓度和电流之间的关系。
半导体中的非平衡过剩载流子
课时目标:理解并应用非平衡半导体中载流子运动模型分析半导体导电性,掌握载流子的产生与复合,准费米能级,过剩载流子的寿命和性质,表面效应。
6.1载流子的产生与复合
6.2过剩载流子的性质
6.3双极输运
6.4准费米能级
6.5过剩载流子的寿命
6.6表面效应
pn结
课时目标:理解并应用半导体微观理论,分析pn结内部物理机理,应用电流连续性方程、扩散方程和泊松方程求解不同偏置下pn结性能。
7.1 pn结的基本结构
7.2零偏
7.3反偏
7.4非均匀掺杂pn结
7.5结击穿
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