890半导体物理学课程教学大纲

课程名称：半导体物理学

英文名称：Semiconductor Physics

课程类别：专业基础

使用对象：电子科学与技术专业统招本科生

总学时：  64

学分：    4

适应对象：电子科学与技术专业本科生

一、课程性质、目的和任务

本课程是高等学校电子科学与技术专业本科生的必修专业基础课。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。本课程所涉及的内容是设计和构想电子材料、电子器件和集成电路的必备基础，通过本课程的学习也为电子科学与技术专业本科生的半导体集成电路、半导体器件等后续课程的学习奠定必要的理论基础

二、教学基本要求

1了解常见半导体的晶格结构和结合性质，掌握半导体中电子态、电子运动的基本概念和描述方法，常见半导体的能带结构，本征半导体的导电机构。

2掌握半导体中杂质和缺陷及它们相关的基本概念。

3掌握载流子统计分布的基本理论、相关概念，本征半导体、单一杂质半导体、一般情况下的半导体和简并半导体中载流子计算方法。

4掌握半导体导电特性相关概念、相关物理量及其决定因素，了解强场效应、多能谷散射和耿氏振荡。

5了解非平衡条件下的载流子特性，掌握非平衡载流子的注入、寿命、准费米能级的概念，复合理论和扩散、漂移运动相关理论。

三、教学内容

1半导体中电子态

半导体的晶格结构和结合性质，电子状态和能带，电子的运动和有效质量，半导体的晶格结构和结合性质，本征半导体的导电机构，回旋共振概念及在能带分析中的应用，Ⅲ-Ⅴ族和Ⅱ-Ⅵ族半导体的能带结构。

2半导体中杂质和缺陷能级

硅、锗晶体中的杂质能级，Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体中的杂质能级，缺陷和位错能级

3半导体中载流子统计分布

状态密度的概念和计算，费米能级概念和载流子统计分布，本征半导体、单一杂质半导体、一般情况下的半导体和简并半导体中载流子统计分布

4半导体的导电特性

载流子的漂移运动，迁移率的概念，载流子的散射机制，散射几率相关因素，迁移率与杂质浓度和温度的关系，电阻率及其与杂质浓度和温度的关系，热载流子，耿氏振荡的概念和机理

5非平衡载流子

非平衡载流子的概念、注入与复合，非平衡载流子的寿命，准费米能级，复合理论和陷阱效应，载流子的扩散和漂移，爱因斯坦关系，连续性方程

四、使用教材和参考书

教材：半导体物理学，刘恩科，朱秉升，罗晋生著，西安交通大学出版社，1998年版

参考书：

叶良修，半导体物理学，北京，高等教育出版社，1983

黄昆原著，韩汝琦改编：固体物理学，北京，高等教育出版社1985

六、考核办法

考试

七、制定者：杨瑞霞