《现代半导体器件物理》课程介绍
现代半导体器件物理是电子信息类专业中的一门重要课程，它深入解析了半导体器件的物理原理、结构及工作原理等方面的知识。本文将从课程内容、学习方法与应用前景三个方面介绍现代半导体器件物理。
一、课程内容
现代半导体器件物理主要包括以下几个方面的内容：
1.半导体基础知识：介绍半导体材料的基本特性以及晶体结构、能带理论、载流子的产生与输运等相关知识，为后续学习奠定基础。
2. pn结与二极管：讲解pn结的形成原理、二极管的工作原理以及常见二极管的特性参数和应用。
3. 势垒结与MOSFET：介绍势垒结的形成原理、MOSFET的结构和工作原理，详细分析MOSFET的静态和动态特性。
4. 双极型晶体管：讲解双极型晶体管的结构、工作原理和特性，深入分析放大器和开关电路的设计与应用。
5. 光电器件：介绍光电二极管、光电导、光电晶体管等光电器件的结构、特性及应用。
二、学习方法
学习现代半导体器件物理需要掌握一定的学习方法，以下几点可以帮助学生更好地掌握该课程：
1.理论与实践结合：理论知识与实际案例相结合，通过实验操作加深对理论的理解和记忆。
2.多角度思考：通过分析不同角度的问题，培养学生的思维能力，拓宽学生的视野。
3.积极参与讨论：与同学一起探讨问题，互相交流，共同解决难题。
4.多做习题：通过大量的习题练习，加深对知识点的理解和记忆，提高解决问题的能力。
5.查阅相关文献：利用图书馆和互联网资源，查阅相关文献，了解最新的研究成果和应用案例。
三、应用前景
现代半导体器件物理是电子信息领域的基础课程，其应用前景广阔。随着信息技术的飞速发展，半导体器件在通信、计算机、消费电子等领域的应用越来越广泛。
1.通信领域：半导体器件在通信领域扮演着重要角色，如光纤通信、无线通信、卫星通信等，都离不开半导体器件的支持。
2.计算机领域：半导体器件是计算机的核心组成部分，如集成电路、
处理器、存储器等，它们的性能和功能都与半导体器件的发展密切相关。
3.消费电子领域：随着智能手机、平板电脑、智能家居等产品的普及，半导体器件的需求也不断增加，为消费电子领域带来了巨大的发展机遇。
4.新兴领域：随着人工智能、物联网、新能源等新兴领域的兴起，半导体器件的应用也将得到进一步拓展，为社会发展带来更多机遇和挑战。
现代半导体器件物理作为一门重要的专业课程，通过对半导体器件的物理原理、结构和工作原理等方面的学习，能够为学生打下坚实的基础，为其在电子信息领域的发展提供支持。同时，掌握现代半导体器件物理的知识，对于学生未来的就业和创业也具有重要意义。我们相信，在不久的将来，现代半导体器件物理将会在各个领域发挥更加重要的作用。
《半导体物理与器件》教学大纲 一、课程基本信息 1、课程代码：ES332 2、课程名称（中/英文）：半导体物理与器件／Semiconductor Physics and Devices 3、学时／学分：63学时/3.5学分 4、先修课程：量子力学（薛定谔方程，电子的量子状态）；统计物理（费米-狄拉克统计，波尔兹曼分布）；固体物理（晶格结构，能带理论）；电路原理（基本的电子电路） 5、面向对象：电子科学与技术、微电子学、应用物理、半导体材料等专业本科生。 6、开课院（系）、教研室：电子工程系 7、教材、教学参考书： 《Semiconductor Physics and Devices: Basic Principles》，D. A. Neamen，清华出版社，2003 《半导体器件基础》，R. T. Pierret著，黄如等译，电子工业出版社，2004 《半导体物理学》，刘恩科、朱秉升、罗晋生等，西安交通大学出版社，2004 《半导体物理学》，黄昆、谢希德，科学出版社，1958 《量子力学》，曾谨言，科学出版社，1981 《固体物理学》, 谢希德、方俊鑫，上海科学技术出版社，1961 二、课程的性质和任务 本课程是电子科学与技术、微电子学等专业的理论基础课，也是其他相关专业的重要选修课之一。本课程较全面地论述了半导体的一些基本物理概念、现象、物理过程及其规律，并在此基础上选择目前集成电路与系统的核心组成部分，如双极型晶体管（BJT）、金属－半导体场效应晶体管（MESFET）和ＭOS场效应晶体管（MOSFET）等，作为分析讨论的主要对象来介绍半导体器件基础。学习和掌握这些半导体物理和半导体器件的基本理论和分析方法，为学习诸如《集成电路工艺》、《集成电路设计》等后续课程打下基础，也为将来从事微电子学的研究以及现代VLSI与系统设计和制造工作打下坚实的理论基础。 本课程涵盖了量子力学、固体物理、半导体材料物理以及半导体器件物理等内容，共分为三个部分。第一部分介绍基础物理，包括固体晶格结构、量子力学和固体物理等相关知识；第二部分介绍半导体材料物理，主要讨论平衡态和非平衡态半导体以及载流子输运现象；第三部分介绍半导体器件物理，主要讨论同质p-n结、金属半导体接触、异质结以及BJT、MOSFET、MESFET等几种核心半导体器件。 本课程要求学生掌握半导体物理和半导体器件的基本概念和基本规律，对于基础理论，要求应用简单的模型定性说明，并能作简单的数学处理。学习过程中，注意提高分析和解决实际问题的能力，并重视理论与实践的结合。本课程涉及的物理概念和基本原理较多，为了加深对它们的理解，在各章节里都给学生留有一些习题或思考题，这些题目有的还是基本内容的补充。也有少量的难度较大的题目，这样的问题有利于扩大知识面和培养独立思考能力。 近年来，半导体学科发展迅速，内容极其丰富，只靠这门63学时的课程是远远不能容纳的。希望能通过本课程的学习，使学生对半导体科学发生兴趣，以便今后进一步深入学习和研究。 三、课程教学内容和基本要求 第一章半导体物理基础（15） 1、半导体材料的晶格结构及电子的状态（3） 2、半导体中的杂质和缺陷（3）
《半导体物理学》课程辅导教案 关于教案的几点说明: 教案的基本内容:包括课程的课程重点,课程难点,基本概念,基本要求,参考资料,思考题和自测题,教学进度及学时分配. 教材:采用高等学校工科电子类(电子信息类)规划教材《半导体物理学》,由刘思科,朱秉升,罗晋生等编写.本教材多次获奖,如全国高等学校优秀教材奖,电子类专业优秀教材特等奖,普通高等学校教材全国特等奖. 参考资料(书目) 叶良修(北大)《半导体物理学》 刘文明(吉大)《半导体物理学》 顾祖毅(清华)《半导体物理学》 格罗夫(美)A.S.Grove《半导体器件物理与工艺》 王家骅(南开)《半导体器件物理》 施敏(Sze.S.M美)《半导体器件物理》 施敏(Sze.S.M美)《现代半导体器件物理》 目录 第一章半导体中的电子状态 §1.1 晶体结构预备知识,半导体晶体结构 §1.2 半导体中的电子状态 §1.3 电子在周期场中的运动——能带论 §1.4 半导体中电子(在外力下)的运动,有效质量,空穴 §1.5 半导体的导电机构 §1.6 回旋共振 §1.7 硅和锗的能带结构 §1.8 化合物半导体的能带结构 第二章半导体中杂质和缺陷能级 §2.1 硅,锗晶体中的杂质能级 §2.2 化合物半导体中的杂质能级 §2.3 半导体中的缺陷能级(defect levels) 第三章半导体中热平衡载流子的统计分布
§3.1 载流子的统计分布函数及能量状态密度 §3.2 导带电子浓度和价带空穴浓度 §3.3 本征半导体的载流子浓度 §3.4 杂质半导体的载流子浓度 §3.5 一般情况下地载流子统计分布 §3.6 简并半导体 第四章半导体的导电性 §4.1 载流子的漂移运动,迁移率 §4.2 载流子的散射 §4.3 迁移率与杂质浓度和温度的关系 §4.4 电阻率及其与杂质浓度的关系 §4.6 强电场效应,热载流子 §4.7 耿氏效应,多能谷散射 第五章非平衡载流子 §5.1 非平衡载流子的注入 §5.2 非平衡载流子的复合和寿命 §5.3 准费米能级 §5.4 复合理论 §5.5 陷阱效应 §5.6 载流子的扩散运动 §5.7 载流子的漂移运动,爱因斯坦关系 §5.8 连续性方程及其应用 第六章p–n结 §6.1 p–n结及其能带图 §6.2 p–n结电流电压特性 §6.3 p–n结电容 §6.4 p–n结击穿 §6.5(*) p–n结隧道效应 第一章半导体中的电子状态（光14学时微14学时）§1.1 晶体结构预备知识半导体晶体结构 ◆本节内容:
半导体器件物理与工艺基础版教学设计 1. 课程概述 本课程旨在介绍半导体器件的物理和工艺基础知识，包括半导体材料、 PN 结、场效应晶体管、双极晶体管等常见器件的原理、特性和制作工艺。同时，通过实验教学，让学生掌握半导体器件的测试方法、参数提取和分析技能。本课程面向大学物理、电子、通信等相关专业的本科生，也适用于参加工程实践或校外比赛的学生。 2. 教学目标 •理解半导体物理学的基本概念，包括禁带宽度、载流子浓度、掺杂浓度等； •掌握 PN 结的原理、特性以及二极管的基本参数和测试方法； •了解场效应晶体管、双极晶体管等晶体管的结构、工作原理和特性，并能分析其直流和交流特性； •熟悉半导体器件制造工艺流程，掌握光刻、腐蚀、离子注入等常用制造工艺； •能够实现半导体器件的基本测试和参数提取，包括测量二极管的 I-V 特性、测量场效应晶体管的门电压-漏电流特性等。 3. 教学内容 3.1 半导体物理基础 •三种基本原子构型及其化学键 •晶体结构和缺陷 •能带理论和半导体掺杂 •PN 结的形成和特性
3.2 PN 结和二极管 •PN 结的 IV 特性与等效电路 •二极管的整流特性和温度特性 •稳压二极管和 Zener 二极管 •光电二极管和光伏二极管 3.3 晶体管基础 •晶体管结构和工作原理 •MOSFET 和 JFET 两种类型的场效应管 •双极晶体管和集成放大器 3.4 半导体器件制造工艺 •半导体器件制造流程 •光刻、腐蚀、离子注入等工艺的基本原理 •制造器件的误差来源和控制方法 3.5 半导体器件测试 •二极管的 I-V 特性测试 •场效应晶体管的门电压-漏电流特性测试 •参数提取和曲线拟合 4. 教学方法 •讲授理论知识，注重讲解半导体器件的物理概念和特性，以及常见器件的原理和制造工艺； •安排实验，让学生亲手操作器件，测量其电学参数，并进行曲线拟合和参数提取； •进行案例分析和讨论，让学生了解实际工程应用中器件的选型、测试和控制策略。
《现代半导体器件物理》课程介绍 现代半导体器件物理是电子信息类专业中的一门重要课程，它深入解析了半导体器件的物理原理、结构及工作原理等方面的知识。本文将从课程内容、学习方法与应用前景三个方面介绍现代半导体器件物理。 一、课程内容 现代半导体器件物理主要包括以下几个方面的内容： 1.半导体基础知识：介绍半导体材料的基本特性以及晶体结构、能带理论、载流子的产生与输运等相关知识，为后续学习奠定基础。 2. pn结与二极管：讲解pn结的形成原理、二极管的工作原理以及常见二极管的特性参数和应用。 3. 势垒结与MOSFET：介绍势垒结的形成原理、MOSFET的结构和工作原理，详细分析MOSFET的静态和动态特性。 4. 双极型晶体管：讲解双极型晶体管的结构、工作原理和特性，深入分析放大器和开关电路的设计与应用。 5. 光电器件：介绍光电二极管、光电导、光电晶体管等光电器件的结构、特性及应用。 二、学习方法
学习现代半导体器件物理需要掌握一定的学习方法，以下几点可以帮助学生更好地掌握该课程： 1.理论与实践结合：理论知识与实际案例相结合，通过实验操作加深对理论的理解和记忆。 2.多角度思考：通过分析不同角度的问题，培养学生的思维能力，拓宽学生的视野。 3.积极参与讨论：与同学一起探讨问题，互相交流，共同解决难题。 4.多做习题：通过大量的习题练习，加深对知识点的理解和记忆，提高解决问题的能力。 5.查阅相关文献：利用图书馆和互联网资源，查阅相关文献，了解最新的研究成果和应用案例。 三、应用前景 现代半导体器件物理是电子信息领域的基础课程，其应用前景广阔。随着信息技术的飞速发展，半导体器件在通信、计算机、消费电子等领域的应用越来越广泛。 1.通信领域：半导体器件在通信领域扮演着重要角色，如光纤通信、无线通信、卫星通信等，都离不开半导体器件的支持。 2.计算机领域：半导体器件是计算机的核心组成部分，如集成电路、
半导体器件物理：理解半导体器件的基础 一、引言 半导体器件是现代电子技术中的基础组成部分，广泛应用于集成电路、光电器 件和功率电子器件等领域。理解半导体器件的物理原理对于掌握现代电子技术至关重要。本文将从半导体的基本性质、能带结构、载流子运动以及半导体器件的基本工作原理等方面进行介绍，帮助读者深入理解半导体器件的基础知识。 二、半导体的基本性质 1. 半导体的定义 半导体是介于导体和绝缘体之间的一类材料。在半导体中，电子能级带和禁带 宽度适中，使得在一定条件下能够实现导电行为。常见的半导体材料包括硅、锗等。 2. 半导体的导电类型 半导体的导电性主要取决于其中的杂质类型。N型半导体中主要掺杂有施主杂质，其导电性主要由自由电子贡献；P型半导体中主要掺杂有受主杂质，其导电性主要由空穴贡献。 三、半导体的能带结构 1. 简介 半导体的能带结构对其电学性质具有重要影响。能带结构由导带和价带组成， 其中导带中的电子可以参与导电过程，而价带中的电子则通常不参与导电。 2. 禁带宽度 禁带宽度是指导带与价带之间的能量差，决定了半导体的导电性质。当禁带宽 度较小时，半导体易于导电；反之，禁带宽度较大时，半导体呈绝缘体性质。 四、载流子运动 1. 载流子类型 在半导体中，主要存在两种载流子：电子和空穴。电子通过导带参与导电，而 空穴则通过价带与电子复合释放能量。
2. 载流子的扩散和漂移 载流子在半导体中既可进行扩散运动，也可进行漂移运动。扩散是指由浓度梯度引起的载流子运动；漂移是指由电场力作用引起的载流子运动。 五、半导体器件的基本工作原理 1. P-N结 P-N结是半导体器件中常见的结构，由P型半导体和N型半导体组成。在P-N 结中，由于P型半导体与N型半导体之间的电势差，形成内建电场，实现了二极管等器件的工作原理。 2. 晶体管 晶体管是一种利用控制电子和空穴输送来控制电流的半导体器件。通过对晶体管的控制电压，可以实现信号放大和开关控制等功能。 结语 本文从半导体的基本性质、能带结构、载流子运动以及半导体器件的基本工作原理等方面对半导体器件的基础知识进行了介绍。深入理解这些基础知识，有助于读者更好地理解半导体器件的工作原理，为进一步深入学习和应用提供基础支持。 以上就是本文的内容，希望对读者有所帮助。
《半导体器件物理》研究生课程教学模式的探究与实践 《半导体器件物理》是电子信息工程、物理学等相关专业研究生的重要课程之一，其 内容涵盖了半导体材料的基本物理特性、半导体器件的结构和工作原理等内容，对于学生 深入理解和掌握半导体器件物理的基本理论和应用具有重要意义。本文将探讨《半导体器 件物理》研究生课程教学模式的探究与实践，旨在提高课程教学的质量和水平，促进学生 的学习和成长。 一、课程教学模式探究 1. 传统教学模式 传统的《半导体器件物理》课程教学模式主要以教师讲授为主，学生 passively 接受知识。教学内容主要包括半导体物理基础、PN 结和二极管、场效应管、BJT 等器件的原 理和工作原理。教师通过课堂讲解、实验演示等方式传授知识，学生通过课后复习和作业 巩固学习成果。 传统教学模式的优点在于教学内容系统全面，教师有良好的掌控力，学生学习基础扎实。但是也存在一些不足之处，如课堂教学呈现单向性、学生 passively 接受知识，缺 乏互动和主动性。对于抽象的物理概念和数学计算，学生的理解和掌握也面临一定的难 度。 随着信息技术的飞速发展，现代教学模式在《半导体器件物理》课程教学中得到了应用。现代教学模式主要包括多媒体教学、实验教学和研讨教学等。教师在课堂上通过多媒 体教学展示相关实验和案例，激发学生的学习兴趣；实验教学通过实验操作让学生亲自动手，探究物理现象，提高学生的实践能力；研讨教学通过小组讨论、问题解答等方式，增 强学生的交流合作能力。 现代教学模式的优点在于能够激发学生的学习兴趣，提高学习的有效性；能够增强学 生的实践能力和交流合作能力，培养学生的创新意识。但是也存在一些问题，如信息技术 设备的投入成本较高，学生的自主学习能力不足，教师的教学负担加重等。 基于上述课程教学模式的探究，我们结合《半导体器件物理》课程的具体特点和学生 的实际需求，进行了一些教学模式的实践尝试，取得了一定的成效。 1.课程教学模式实践一：多媒体教学结合案例分析 在课堂教学过程中，我们将多媒体教学与案例分析相结合，通过多媒体演示讲解器件 的工作原理和应用案例，让学生在具体的实例中理解和领悟物理原理。在讲解场效应管时，我们通过多媒体展示 FET 的结构特点和工作原理，并结合实际的 FET 应用案例，分析解 决问题的方法和技巧，激发学生的学习兴趣和创新意识。
《半导体器件物理》课程教学大纲 课程编号：0603071 课程总学时/学分：56/3（其中理论42学时，实验14学时） 课程类别：专业任选课 一、教学目的和任务 《半导体器件物理》是研究半导体物理性质(电学性质、光学性质、热学性质、磁学性质等)的学科。作为电子专业的专业基础课，它主要介绍半导体的重要物理现象、物理性质、相关理论和实验方法。为学生学习其它专业课(材料、器件、集成电路等)以及毕业后从事半导体专业工作打下一个理论基础。 二、教学基本要求 (1)使学生理解并掌握半导体物理学的理论基础和基本概念。 (2)掌握与半导体物理有关的基础知识，内容包括半导体中的电子状态、载流子的统计分布及其运动规律、杂质和缺陷能级等。 (3)掌握p-n结、异质结、金属半导体接触、半导体表面及半导体的光、磁、电、热等各种现象。 (4)了解半导体物理学发展的前沿及发展动态。 (5)掌握半导体物理基础实验技能 三、教学内容及学时分配 第一章半导体物理基础 ( 8学时 ) 教学要求：本章介绍半导体物理基础、半导体中的电子状态、能带、有效质量、导带电子和价带空穴、硅、锗、砷化镓的能带结构、杂质和缺陷能及、载流子的统计分布、载流子的散射、电荷输运现象、非均匀半导体中的自建电场、非平衡载流子、复合机制。了解晶格基础概念，了解固体类型与晶体结合，了解常见镜头结构。掌握金刚石结构、闪锌矿结构和纤锌矿结构。 教学重点：半导体能带的概念和物理意义，载流子统计分布规律，电荷输运规律，非平衡载流子的产生和符合理论。 教学难点：能带、非平衡载流子的产生和符合 [半导体晶体缺陷显示]
[实验要求] ：掌握金相显微镜观察镜头缺陷的基本原理和方法，以及缺陷腐蚀、染色、显示和数据采集的基本方法。 1.单晶硅片的腐蚀； 2.金相显微镜的调整和使用； 3.数据采集和处理； [实验学时] ：3 第二章 PN结 ( 6学时 ) 教学要求：本章介绍热平衡PN结、加偏压的PN结、理想PN结的直流特性、空间电荷区复合电流、隧道电流、温度对PN结特性的影响、耗尽层电容特性、PN 结二极管的频率特性、PN结二极管的开关特性、PN结击穿。掌握PN结的形成，PN结形成后的能带结构及其工作特性，要求掌握分析PN结工作特性的方法。 教学重点：PN结的形成过程和能带结构的特点 教学难点：PN结的工作特性和电容特性 [四探针法测量电阻率] [实验要求] ：掌握四探针法测量电阻率的基本原理和方法，以及具有各种几何形状样品的修正；分析影响测量结果的各种因素。 1.测量单晶硅样品的电阻率； 2.测量扩散薄层的方块电阻； 3.测量探针间距S及样品的尺寸； 4.对测量结果进行必要的修正。 [实验学时] ：3 第三章双极结型晶体管(4学时) 教学要求：本章介绍双极结型晶体管的结构和制造工艺、基本原理、电流特性、埃伯斯－莫尔方程、缓变基区晶体管、基区扩展电阻和电流集聚效应、基区宽度调变效应、晶体管的频率响应、混接模型等效电路晶体管的开关特性、反向电流和击穿电压。会利用这些规律来分析结型三极管的电流-电压特性，电容特性以及高频特性。 教学重点：双极结型晶体管的基本原理和工作特性 教学难点：埃伯斯－莫尔方程、缓变基区晶体管、基区扩展电阻和电流集聚效应[椭偏法测膜厚] [实验要求] ：掌握利用椭偏仪测量膜厚的原理和操作方法，测量薄膜厚度。 1.硅氧化片片的清洗处理； 2.椭偏仪的调整； 3.薄膜的测量和数据处理；
《半导体器件物理》教学大纲（中文） 学时：56 学分：3.5 教学大纲说明 一、课程的目的与任务 半导体器件是现代电子技术的基础，本门课的目的是使学生掌握各类常用半导体器件的工作原理、性能参数及其半导体材料参数、器件结构参数和制造工艺参数之间的相互关系，学习半导体器件的基本设计方法，从而使学生能够为今后的电路设计（包括集成电路在内）打下良好基础。 二、课程的基本要求 通过本课程的教学，力图使学生清楚地理解半导体器件的工作原理、特性参数以及基本的设计方法。 三、与其他课程的联系与分工 本课程是电子科学与技术专业和微电子学专业的专业基础课，并与其他相关专业课程（如模拟电路、数字电路、集成电路原理、设计等）有密切联系。其任务就是帮助学生在电子电路方面打下基础。 四、教学形式和学时分配
五、本课程的性质及适应对象 电子科学与技术专业、微电子学专业必修课 六、教材及主要参考书 刘树林、张华曹、柴常春，半导体器件物理，电子工业出版社，2005 Robert F. Pierret著，黄如等译，半导体器件基础，电子工业出版社，2004 R. M. Warner，B. L. Grung著，吕长志等译，半导体器件电子学，电子工业出版社，2005 教学大纲内容 第一章半导体物理基础 半导体晶体结构和缺陷，半导体能带理论，半导体中的载流子及输运现象，半导体表面。 第二章PN结理论 平衡PN结，PN结的直流特性及二极管定律，空间电荷区的电场和宽度，PN结的击穿特性，电容效应，开关特性，以及金属-半导体整流接触和欧姆接触。 第三章双极型晶体管 BJT的基本结构、工艺和杂质分布，电流放大原理，电流-电压方程及特性曲线，晶体
半导体器件物理：探讨半导体器件的应用 引言 半导体器件是当今电子设备中不可或缺的组成部分，它们在通信、计算、能源 等领域扮演着重要角色。本文将探讨半导体器件的基本原理以及在各个领域中的应用。 半导体器件的基本原理 半导体器件的工作原理基于半导体材料的特性，半导体材料通常是由硅、锗等 元素构成的。在半导体中，掺杂不同的杂质可以形成N型和P型半导体，当N型 和P型半导体相接触时就形成了二极管。二极管是最简单的半导体器件之一，能 够实现电流的单向导通特性。 半导体器件在通信领域的应用 半导体器件在通信领域有着广泛的应用，比如光电二极管、光纤通信器件等。 光电二极管能够将光信号转换为电信号，实现光通信的接收功能；而光纤通信器件则能够通过光纤传输信号，实现长距离高速通信。 半导体器件在计算领域的应用 在计算领域，半导体器件的应用更加广泛。例如，集成电路（IC）是由大量的 半导体器件组成的，能够实现逻辑运算、存储、控制等功能。微处理器作为计算机的核心部件，也是基于半导体器件制造的，它能够高效地处理各种计算任务。 半导体器件在能源领域的应用 在能源领域，半导体器件的应用主要集中在太阳能电池和能源转换器件等方面。太阳能电池利用半导体材料的光电效应将阳光转换为电能，成为清洁能源的重要组成部分；能源转换器件则能够将不同形式的能源转换为电能，提高能源利用率。 结论 半导体器件作为现代电子技术的基础，在通信、计算、能源等领域都有着重要 的应用。随着技术的不断进步，半导体器件的功能和性能也不断得到提升，将会在未来发挥更加重要的作用。希望本文的探讨能够帮助读者更好地理解半导体器件及其应用。 以上是关于半导体器件的物理和应用的介绍，希望对您有所帮助。
《半导体器件物理》课程教学大纲 课程名称：半导体器件物理课程代码：ELST3202 英文名称：Semiconductor Device Physics 课程性质：专业必修课学分/学时：3.0 / 63 开课学期：第*学期 适用专业：微电子科学与工程、电子科学与技术、集成电路设计与集成系统先修课程：半导体物理及固体物理基础 后续课程：器件模拟与工艺模拟、模拟集成电路课程设计、大规模集成电路制造工艺 开课单位：课程负责人： 大纲执笔人：大纲审核人： 一、课程性质和教学目标 课程性质：《半导体器件物理》课程是微电子科学与工程、电子科学与技术以及集成电路设计与集成系统专业的一门专业必修课，也是三个专业的必修主干课程，是器件模拟与工艺模拟、模拟集成电路课程设计等课程的前导课程，本课程旨在使学生掌握典型的半导体器件的工作机制和特性表征方法，为设计和制造集成电路奠定知识基础。 教学目标：本课程的教学目的是使学生掌握半导体材料特性的物理机制以及典型半导体器件的作用原理。通过本课程的学习，要求学生能基于半导体物理知识，分析BJT、MOSFET、LED以及Solar Cell等半导体器件的工作原理、器件特性以及影响器件特性的关键参数。 本课程的具体教学目标如下： 1、掌握牢固的半导体基础知识，理解半导体器件工作的物理机制。 2、掌握影响半导体器件电学特性的关键因素，能够从半导体器件的电学特性曲线提取半导体器件的关键参数。 3、能够根据给定的器件特性要求，设计和优化器件参数和器件结构。 4、能够对半导体器件的特性进行测量，对测量结果进行研究，并得到合理有效的结论。 二、课程目标与毕业要求的对应关系
《半导体材料与器件》课程教学大纲 课程编号： 课程名称：半导体材料与器件 英文名称：Semiconductor materials and devices 课程类型：专业课 课程要求：选修 学时/学分：32/2 （讲课学时：32 ） 适用专业：功能材料 一、课程性质与任务 半导体材料与器件是现代自动化、微电子学、计算机、通讯等设备仪器研制生产的基础材料及核心部件，具有专门的生产设备、工艺和方法，在现代各方面得到大量的研究和应用，半导体材料与器件是功能材料工程专业一门主要的专业方向课。通过本课程的学习使学生掌握半导体材料与器件的基础理论、主要的生产技术、工艺原理和方法。为今后从事相关工作奠定良好的基础。 二、课程与其他课程的联系 本课程涉及功能材料的晶体结构和物理性能，应在《材料科学基础》《功能材料物理基础》和 《材料物理化学》课程之后进行授课。 三、课程教学目标 1.掌握半导体材料物理的基本理论，硅、锗和化合物半导体材料结构和性能。（支撑毕业能力要求1,4,5） 2.了解和掌握常见半导体材料的结构与性能的关系，能够正确选择和使用半导体材料，能够提高和改善常见半导体材料的相关性能。（支撑毕业能力要求1,3,4,5,7） 3.掌握利用各种电子材料制备双极性晶体管、MOS场效应晶体管、结型场效应晶体管及金属-半导体场效应晶体管、功率MOS场效应晶体管、绝缘栅双极晶体管IGBT、LED和厚、薄膜集成电路的技术及生产工艺，能够对设计和实验结果进行综合分析。（支撑毕业能力要求3,4,5,12） 4.能够使学生充分利用所学的半导体材料知识，在半导体和微电子材料领域研究、开发、生产高质量器件，为信息行业发展提供基础硬件支持，为国民经济服务。（支撑毕业能力要求3,4,5,7） 四、教学内容、基本要求与学时分配
《半导体器件物理》课程教学大纲 课程编码：01222316课程模块：专业方向课修读方式：限选开课学期：5 课程学分：2.5 课程总学时：51理论学时：36 实践学时：15 一、课程性质、内容与目标 本课程是高等学校本科集成电路设计与集成系统、微电子技术专业必修的一门专业主干课，是研究集成电路设计和微电子技术的基础课程。本课程是本专业微电子技术方向限选课。 本课程的任务是：通过本课程的学习，掌握半导体物理基础、半导体器件基本原理和基本设计技能，为学习后续的集成电路原理、CMOS模拟集成电路设计等课程以及为从事与本专业有关的集成电路设计、制造等工作打下一定的基础。 二、教学内容及基本要求、学时分配
第一章、半导体器件简介 1.掌握半导体的四种基础结构； 2.了解主要的半导体器件； 3.了解微电子学历史、现状和发展趋势。 第二章、热平衡时的能带和载流子浓度 1.了解主要半导体材料，掌握硅、锗、砷化镓晶体结构； 2.了解基本晶体生长技术； 3.掌握半导体、绝缘体、金属的能带理论； 4.掌握本征载流子、施主、受主的概念。 第三章、载流子输运现象 1.了解半导体中两个散射机制；掌握迁移率与浓度、温度的关系； 2.了解霍耳效应； 3.掌握电流密度方程式、爱因斯坦关系式； 4.掌握非平衡状态概念；了解直接复合、间接复合过程； 5.掌握连续性方程式； 6.了解热电子发射过程、隧穿过程和强电场效应。 第四章、p-n结 1.了解基本工艺步骤：了解氧化、图形曝光、扩散和离子注入和金属化等概念； 2.掌握热平衡态、空间电荷区的概念；掌握突变结和线性缓变结的耗尽区的电场和电势分布、势垒电容计算； 3.了解理想p-n结的电流-电压方程的推导过程； 4.掌握电荷储存与暂态响应、扩散电容的概念； 5.掌握p-n结的三种击穿机制。
半导体物理学 一、课程说明 课程编号：140313Z10 课程名称（中/英文）：半导体物理学/Semiconductor physics 课程类别：专业选修课 学时/学分：48/3 先修课程：量子力学；固体物理学 适用专业：应用物理、物理科学、电子信息科学与技术 教材、教学参考书： ➢刘恩科，朱秉升，罗晋生编著《半导体物理学》(第七版)，电子工业出版（2011） ➢《半导体物理》，钱佑华，徐至中，高等教育出版社2003 ➢《半导体器件物理》(第3版)，耿莉，张瑞智译|(美)S. M. SZE, KWOK K. NG 著，西安交通大学出版社 2010 ➢《Semiconductor Physics and Devices:Basic Principles》4rd Ed. (美)Donald A. Neamen 电子工业出版社2013 ➢《半导体物理学学习辅导与典型题解》--高等学校理工科电子科学与技术类课程学习辅导丛书，田敬民电子工业出版社2006 ➢半导体物理讲义与视频资料，蒋玉龙 二、课程设置的目的意义 本课程是高等学校应用物理、物理学和电子信息科学与技术专业本科生的专业选修课。本课程的目的和意义是：通过本课程的学习使学生获得半导体物理方面的基本理论、基本知识和方法。通过本课程的学习要为应用物理、物理学与电子信息科学与技术专业本科生学习其它专业课(材料、器件、集成电路等)以及毕业后从事半导体相关的技术开发与科学研究奠定必要的理论基础。 三、课程的基本要求 本课程所使用的教材共13章，分为四大部分。第1-5章，晶体半导体的基本知识和性质的阐述；第6-9章，为半导体的接触现象；第10-12章，为半导体的各种特殊效应；第13章为非晶态半导体。全部课堂教学为48课时，对上述内容做了必要精简。第10-13章全部不在课堂讲授，留给学生自学或参考，其它各章节的内容也作了部分删减。 通过本课程的学习，使学生掌握半导体物理的基本性质，即半导体中电子的状态及主要半导体的能带结构，半导体中的杂质能级和缺陷能级，半导体中载流子的统计分布，半导体的导电性和非平衡载流子的运动规律，p-n结，金属半导体接触理论等。
《半导体物理实验》课程教案大纲 一、课程说明 （一）课程名称、所属专业、课程性质、学分； 课程名称：半导体物理实验 所属专业：电子材料与器件工程专业本科生 课程性质：专业必修课 学分: （二）课程简介、目标与任务； 本课程是为物理科学与技术学院电子材料与器件工程专业大四本科生所开设的实验课，是一门专业性和实践性都很强的实践教案课程。开设本课程的目标和任务是使学生熟练掌握半导体材料和器件的制备、基本物理参数以及物理性质的测试原理和表征方法，为半导体材料与器件的开发设计与研制坚定基础。 （三）先修课程要求，与先修课与后续相关课程之间的逻辑关系和内容衔接； 由于是实验课，所以需要学生首先掌握《半导体物理》和《半导体器件》的基本知识，再通过本课程培养学生对半导体材料和器件的制备及测试方法的实践能力。其具体要求包括：、了解半导体材料与器件的基本研究方法；、理解半导体材料与器件相关制备与基本测试设备的原理、功能及使用方法，并能够独立操作；、通过亲自动手操作提高理论与实践相结合的能力，提高理论学习的主动性。开设本课程的目的是培养学生实事求是、严谨的科学作风，培养学生的实际动手能力，提高实验技能。 （四）教材与主要参考书。 教材：《半导体物理实验讲义》,自编教材 参考书：. 半导体器件物理与工艺(第三版)，施敏，苏州大学出版社， . [美].格罗夫编,齐健译.《半导体器件物理与工艺》.科学出版社， 二、课程内容与安排 实验一绪论
、介绍半导体物理实验的主要内容 、学生上课要求，分组情况等 实验二四探针法测量电阻率 一、实验目的或实验原理 1、了解四探针电阻率测试仪的基本原理； 、了解的四探针电阻率测试仪组成、原理和使用方法； 、能对给定的薄膜和块体材料进行电阻率测量，并对实验结果进行分析、处理。 二、实验内容 、测量单晶硅样品的电阻率； 、测量导电层的方块电阻； 、对测量结果进行必要的修正。 三、实验仪器与材料 四探针测试仪、型或型硅片、导电玻璃。 实验三椭圆偏振法测量薄膜的厚度和折射率 一、实验目的或实验原理 、了解椭圆偏振法测量薄膜参数的基本原理； 、掌握椭圆偏振仪的使用方法，并对薄膜厚度和折射率进行测量。 二、实验内容 、测量硅衬底上二氧化硅膜的折射率和厚度； 三、实验主要仪器设备及材料 椭圆偏振仪、硅衬底二氧化硅薄膜。 实验四激光测定硅单晶的晶向 一、实验目的或实验原理 、理解激光测量单晶晶面取向的原理；
《半导体物理》教学大纲 课程名称：半导体物理学英文名称：Semiconductor Physics 课程编号：课程类别：专业选修课 使用对象：应用物理、电信专业本科生 总学时： 48 学分： 3 先修课程：热力学与统计物理学；量子力学；固体物理学 使用教材：《半导体物理学》刘恩科等主编，电子工业出版社出版 一、课程性质、目的和任务 本课程是高等学校应用物理专业、电子与信息专业本科生的专业选修课。本课程的目的和任务是：通过本课程的学习使学生获得半导体物理方面的基本理论、基本知识和方法。通过本课程的学习要为应用物理与电信专业本科生的半导体集成电路、激光原理与器件、功能材料等后续课程的学习奠定必要的理论基础 二、教学内容及要求 本课程所使用的教材，共13章，概括可分为四大部分。第1～5章，晶体半导体的基本知识和性质的阐述；第6～9章归结为半导体的接触现象；第10～12章，半导体的各种特殊效应；第13章，非晶态半导体。 全部课堂教学为48学时，对上述内容作了必要的精简。10～13章全部不在课堂讲授，留给学生自学或参考，其他各章的内容也作了部分栅减。具体内容和要求如下： 第1章半导体中的电子状态 1.半导体的晶格结构和结合性质 2.半导体中的电子状态和能带
3.半导体中电子的运动有效质量 4.本征半导体的导电机构空穴 5.回旋共振 6.硅和锗的能带结构 7.III-V族化合物半导体的能带结构 8.II-VI族化合物半导体的能带结构 9.Si1-xGex合金的能带 10.宽禁带半导体材料 基本要求：将固体物理的晶体结构和能带论的知识应用到半导体中，以深入了解半导体中的电子状态；明确回旋共振实验的目的、意义和原理，进而了解主要半导体材料的能带结构。（限于学时，本章的第7-10节可不讲授，留学生参阅，不作具体要求）。 重点：半导体中的电子运动；有效质量；空穴概念。 难点：能带论的定性描述和理解；锗、硅、砷化镓能带结构 第2章半导体中杂质和缺陷能级 1.硅、锗晶体中的杂质能级 2.III-V族化合物中的杂质能级 3.氮化镓、氮化铝、氮化硅中的杂质能级 4.缺陷、位错能级 基本要求：根据不同杂质在半导体禁带中引入能级的情况，了解其性质和作用，由其分清浅杂质能级（施主和受主）和深能级杂质的性质和作用；了解缺陷、位错能级的特点和作用。（限于学时，本章的第3节可不讲授，留学生参阅，不作具体要求）。