《半导体物理与器件物理》教学大纲

PAGE4《半导体物理与器件物理》课程简介课程编号：08054002课程名称：/SemiconductorPhysicsandDevicePhysics学分:3.5学时：56（实验：上机：课外实践：）适用专业：光源与照明建议修读学期：5开课单位：数理科学与工程学院光源与照明系先修课程：理论物理基础考核方式与成绩评定标准：课程考核采用百分制。课程考核成绩采用平时成绩+期终考试成绩相结合的方式，平时成绩占课程考核成绩的30%，平时成绩考核采用考勤、作业、课堂提问和报告相结合的方式；期终成绩考核采用闭卷考试方式，期终考试成绩占课程考核成绩的70%。教材与主要参考书目：教材：刘恩科.半导体物理学.西安交通大学出版社，2003.参考书目：1．DonaldA.Neamen.半导体物理与器件.北京：电子工业出版社，2013年8月第4版，2013.8.2．(美)施敏（S.M.Sze）,王阳元等译.半导体器件物理与工艺.3．顾祖毅,田立林等.半导体物理学.电子工业出版社，1955.内容概述：本课程是光源与照明本科专业的专业基础必修理论课，本课程主要阐述了半导体物理及器件的基础知识。通过学习本课程，使学生掌握半导体物理及器件的基本理论和基本规律，培养学生分析和应用半导体各种物理效应的能力。英文：Thiscourseisabasictheoryrequiredbachelorofsciencecourseofthelampsandlighting.Thecoursemainlyintroducesthebasicknowledgeofsemiconductorphysicsanddevices.Bythestudyofthecourse,thestudentshaveagraspofthebasicfundamentaltheoryandlaw.Moreover,itcultivatesstudents’abilitytoanalyzeandapplyvariousphysicaleffectsofsemiconductors.《半导体物理与器件物理》教学大纲课程编号：08054002课程名称：/SemiconductorPhysicsandDevicePhysics学分:3.5学时：56（实验：上机：课外实践：）适用专业：光源与照明建议修读学期：5开课单位：数理科学与工程学院光源与照明系先修课程：理论物理基础一、课程性质、目的与任务《半导体物理及器件物理》是光源与照明专业的一门必修课程。本课程主要阐述了半导体物理及器件的基础知识。主要讲述半导体的晶格结构和电子状态，杂质和缺陷能级，载流子的统计分布，载流子的散射及电导问题，非平衡载流子的产生、复合及其运动规律，pn结等。通过学习本课程，使学生掌握半导体物理及器件的基本理论和基本规律，培养学生分析和应用半导体各种物理效应的能力。教学目标：

本课程的任务是揭示和研究半导体的微观机构，从微观的角度解释发生在半导体中的宏观物理现象；重点学习半导体中的电子状态及运动规律；学习半导体中载流子的统计分布、输运理论及相关规律；学习载流子在输运过程中发生的一些宏观物理现象；学习半导体的某些基本结构，包括半导体结问题。（对应培养要求：2，4，5，6，7，12）本课程的目的是学习半导体的基本理论，掌握基本器件，培养学生分析和应用半导体各种物理效应的能力。具体要求如下：（1）要求学生掌握半导体物理及器件的理论知识；（2、4、5、7）（2）了解半导体的前沿知识。（5、7）（3）具备运用和从事半导体理论知识的能力。（6、12）二、教学内容及学时分配本课程总学时数为56学时，其中理论教学为56学时，实验教学为0学时；课程教学共有6章，具体内容及学时安排等如下表所示：课程内容教学要求重点（☆）难点（△）学时安排实验学时上机学时备注第1章半导体中的电子状态8引言/晶体结构C2讲授电子状态、能带A☆△2讲授电子运动、有效质量、导电机构、空穴B☆2讲授回旋共振、Si/Ge能带、半导体能带、宽禁带C1讲授习题1讨论第2章半导体的杂质和缺陷能级5杂质能级B4讲授3-5族杂质能级/缺陷、位错能级C1讲授第3章半导体中载流子的统计分布11状态密度/费米、波尔兹曼分布函数A☆△2讲授电子和空穴浓度/浓度乘积A☆△2讲授本征载流子浓度A△1讲授杂质半导体载流子浓度A☆4讲授一般载流子统计分布/简并半导体C2讲授第4章半导体导电性9漂移运动和迁移率A1讲授散射B☆△3讲授迁移率与杂质浓度和温度关系C3讲授电阻率、杂质浓度和温度关系A☆△1讲授强磁场效应C1讲授第5章非平衡载流子14注入复合B2讲授寿命能级B2讲授复合理论B4讲授陷阱效应C1讲授扩散运动漂移爱因斯坦关系A2讲授连续性方程B1讲授第6章pn结7pn结能带图A☆△2讲授pn结电流电压B2讲授pn结结电容C2讲授pn结击穿C1讲授总复习2（教学基本要求：A-掌握；B-熟悉；C-了解）三、建议实验（上机）项目及学时分配四、教学方法与教学手段采用多媒体教学课件进行课堂教学。课程教学以课堂讲授为主，结合作业及专题报告等共同实施。五、考核方式与成绩评定标准课程考核采用百分制。课程考核成绩采用平时成绩+期终考试成绩相结合的方式，平时成绩占课程考核成绩的30%，平时成绩考核采用考勤、作业、课堂提问和报告相结合的方式；期终成绩考核采用闭卷考试方式，期终考试成绩占课程考核成绩的70%。六、教材与主要参考书目教材：刘恩科.半导体物理学.西安交通大学出版社，2003.参考书目：1．DonaldA.Neamen.半导体物理与器件.北京：电子工业出版社，2013年8月第4版，2013.8.2．(美)施敏（S.M.Sze）,王阳元等译.半导体器件物理与工艺.3