半导体器件物理

半导体器件物理PhysicsofSemiconductorDevices教学大纲课程名称：半导体器件物理课程编号：M832001课程学分：2适用专业：集成电路工程领域一、课程性质本课程的授课对象为集成电路工程专业硕士研究生，课程属性为专业基础必修课。要求学生在学习过《电路分析》，《数字电路》，《模拟电路》和《半导体物理》的基础上选修这门课程。二、课程教学目的通过本课程教学，使得学生知道微电子学的用途、主要内容，明白学习微电子学应该掌握哪些基础知识；对微电子学的发展历史、现状和未来有一个比较清晰的认识；学会应用《半导体物理》的基础知识来对半导体器件物理进行分析，初步掌握电子器件物理、工作原理等基本概念，对微电子学的整体有一个比较全面的认识。三、教学基本内容及基本要求第一章微电子学常识（一）教学基本内容第一节晶体管的发明晶体管发明的历史过程晶体管发明对现代文明的作用第二节集成电路的发展历史集成电路的概念集成电路发展的几个主要里程碑目前集成电路的现状集成电路未来发展的主要趋势第三节集成电路的分类集成电路的分类方法MOS集成电路的概念双极集成电路的概念第四节微电子学的特点微电子学的主要概念微电子学的主要特点（二）教学基本要求了解：晶体管发明的过程，晶体管发明对人类社会的作用；微电子学的概念，微电子学的特点；掌握：集成电路的概念，集成电路发展的几个主要里程碑；集成电路的分1.61.6影响直流放大系数的一些因素5.15.1隧道击穿（Zener击穿）类方法，MOS集成电路的概念，双极集成电路的概念;第二章p-n结二极管（一）教学基本内容第一节p-n结的空间电荷区p-n结的结构和制造概述p-n结的空间电荷层和内建电场、内建电势p-n结的耗尽层（势垒）电容第二节p-n结的直流特性p-n结中载流子的注入和抽取理想p-n结的伏-安特性实际p-n结的伏-安特性大注入时p-n结的伏-安特性实际p-n结的电流、正向结电压与温度的关系第三节p-n结的小信号特性p-n结的交流电流密度扩散电容Cd第四节p-n结的开关特性p-n结中少数载流子存储的电荷p-n结的瞬变过程p-n结反向恢复时间的计算第五节p-n结的击穿特性5.2雪崩击穿第六节Schottky二极管理想的金属-半导体接触实际的金属-半导体接触Schottky二极管的导电性第七节Ohm接触Ohm接触的概念和定义Ohm接触实现的工艺措施Ohm接触实现的设计方法（二）教学基本要求掌握：PN结的结构理解：PN结的基本工作原理，正向特性，反向特性了解：PN结中的能带图，PN结的击穿，PN结的电容第三章双极型晶体管（BJT）（一）教学基本内容第一节基本工作原理与直流特性BJT的基本结构和特点BJT的放大作用BJT的电流成分和放大性能参数理想BJT中载流子浓度的分布理想的BJT的电流-电压特性第二节BJT的模型缓变基区晶体管（漂移晶体管）实际BJT中的一些重要效应BJT的击穿效应和穿通效应BJT的特性曲线BJT的直流小信号参数BJT的E-M模型BJT的G-P模型第三节频率特性BJT的交流小信号放大系数提高BJT频率特性的措施BJT的微波特性第四节功率特性最大集电极电流BJT的安全工作区发射极条的有效尺寸和发射极线电流密度晶体管的最大耗散功率BJT的二次击穿第五节开关特性BJT的开关状态开态和关态时晶体管中少数载流子浓度的分布BJT的开关时间开关晶体管的正向压降和饱和压降BJT的尺寸缩小规则（二）教学基本要求掌握：双极晶体管的结构理解：双极晶体管的工作原理，特性曲线了解：双极晶体管的电流传输机制，晶体管的放大原理，放大系数，反向电流和击穿电压，频率特性第四章场效应晶体管（FET）（一）教学基本内容第一节结型场效应晶体管（JFET）JFET的基本性能JFET的直流参数和低频小信号交流参数JFET的频率特性短沟道JFET的特性JFET的结构举例砷化镓金属栅场效应晶体管高电子迁移率晶体管第二节MOS型场效应晶体管（MOSFET）大尺寸MOSFET小尺寸MOSFET．SOI-MOSFET（二）基本要求掌握：MOS晶体管的结构，MOS晶体管的基本工作原理，阈值电压理解：MOS晶体管的种类，特性曲线了解：MOS晶体管的电容四、本课程与其它相关课程的联系与分工前修课程：《电子电路（模电）》、《半导体物理》；后续课程：《模拟集成电路》；五、实践环节教学内容的安排与要求无六、本课程课外练习的要求课内/外的时间比：1:1.5课外作业：主要作业以习题为主，还有实验报告。要求学生独立完成，限期提交。七、本课程的教学方法及使用现代化教学手段方面的要求课程教学采用计算机多媒体投影，内容有Powerpoint、录像光盘放映等八、本课程成绩的考查方法及评定标准平时成绩占30%（其中出勤成绩占10%，作业成绩占20%），期末考试成绩占70%。九、教材及参考书教材：姜岩峰/谢孟贤编著，《微纳电子器件》，化学工业出版社，2004

参考书：[1]施敏著，《半导体器件物理》，科学出版社，2002[2]刘光廷编，《半导体器件物理作用理论》，东南大学出版社，1991十、课程各章节学时分配章节内容总课时讲授课时实验课时第一章微电子学常识22第二章p-n