半导体材料课程教学大纲
一、课程说明
（一）课程名称：半导体材料
所属专业：微电子科学与工程
课程性质：专业限选
学分： 3
（二）课程简介：本课程重点介绍第一代和第二代半导体材料硅、锗、砷化镓等的制备基本原理、制备工艺和材料特性，介绍第三代半导体材料氮化镓、碳化硅及其他半导体材料的性质及制备方法。
目标与任务：使学生掌握主要半导体材料的性质以及制备方法，了解半导体材料最新发展情况、为将来从事半导体材料科学、半导体器件制备等打下基础。
（三）先修课程要求：《固体物理学》、《半导体物理学》、《热力学统计物理》；
本课程中介绍半导体材料性质方面需要《固体物理学》、《半导体物理学》中晶体结构、能带理论等章节作为基础。同时介绍材料生长方面知识时需要《热力学统计物理》中关于自由能等方面的知识。
（四）教材：杨树人《半导体材料》
主要参考书：褚君浩、张玉龙《半导体材料技术》
陆大成《金属有机化合物气相外延基础及应用》
二、课程内容与安排
第一章半导体材料概述
第一节半导体材料发展历程
第二节半导体材料分类
第三节半导体材料制备方法综述
第二章硅和锗的制备
第一节硅和锗的物理化学性质
第二节高纯硅的制备
第三节锗的富集与提纯
第三章区熔提纯
第一节分凝现象与分凝系数
第二节区熔原理
第三节锗的区熔提纯
第四章晶体生长
第一节晶体生长理论基础
第二节熔体的晶体生长
第三节硅、锗单晶生长
第五章硅、锗晶体中的杂质和缺陷
第一节硅、锗晶体中杂质的性质
第二节硅、锗晶体的掺杂
第三节硅、锗单晶的位错
第四节硅单晶中的微缺陷
第六章硅外延生长
第一节硅的气相外延生长
第二节硅外延生长的缺陷及电阻率控制
第三节硅的异质外延
第七章化合物半导体的外延生长
第一节气相外延生长（VPE）
第二节金属有机物化学气相外延生长（MOCVD）
第三节分子束外延生长（MBE）
第四节其他外延生长技术
第八章化合物半导体材料（一）：第二代半导体材料
第一节 GaAs、InP等III-V族化合物半导体材料的特性第二节 GaAs单晶的制备及应用
第三节 GaAs单晶中杂质控制及掺杂
第四节 InP、GaP等的制备及应用
第九章化合物半导体材料（二）：第三代半导体材料
第一节氮化物半导体材料特性及应用
第二节氮化物半导体材料的外延生长
第三节碳化硅材料的特性及应用
第十章其他半导体材料
第一节半导体金刚石的制备及应用
第二节低维半导体材料及应用
第三节有机半导体材料
（一）教学方法与学时分配
按照教材中的内容，通过板书和ppt进行讲解。并进行课后辅导与答疑。以学生掌握主要半导体材料制备为主，辅助半导体物理和器件知识，使学生了解材料的用途，激发学生的学习兴趣。为将来工作和科研打好基础。
课时分配如下：第一章（2学时）、第二章（4学时）、第三章（8学时）、第四章（8学时）、第五章（6学时）、第六章（6学时）、第七章（6学时）、第八章（6学时）、第九章（4学时）、第十章（4学时）
主要内容：
【重点掌握】：区熔原理、晶体生长基本原理、Si、Ge单晶制备、Si外延制备、Si、Ge材料掺杂与控制。
【掌握】：VPE、MBE、MOCVD等外延方法、晶体中的缺陷、缺陷控制、III-V化合物InP、GaN、SiC等基本性质与制作方法。
【了解】：半导体金刚石的制备、性质、低维半导体、有机半导体材料的性质及引用
【一般了解】：半导体材料分类
【难点】：区熔原理、晶体生长基本原理
（重点掌握、掌握、了解、一般了解四个层次可根据教学内容和对学生的具体要求适当减少，但不得少于两个层次）
制定人：刘贵鹏
审定人：
批准人：
日期：
