前言中科大半导体物理

2023/10/61SemiconductorPhysics半导体物理

SemiconductorPhysics主讲：徐军2007年3月SemiconductorPhysics2023/10/62绪论本课是一门重要的专业基础课了解半导体物理的基础理论，物理概念和主要性质。掌握研究半导体基本原理和测量技术的基本方法，为从事光电子技术、半导体器件、传感器及应用、集成电路等方面的工作打下必备的基础。SemiconductorPhysics2023/10/63

前言这门课在学科群中的地位(位置)?--课程定位一些具体问题的说明

--教材,习题,考试SemiconductorPhysics2023/10/64Ⅰ课程定位:

从固体物理到半导体物理

半导体物理及其相关领域从普通物理四大力学--基础课

♦物理学是实验科学

♦物理学的理论体系:宏观和低速领域—牛顿力学和麦克斯韦方程组微观和高速领域—相对论和量子力学

♦前者为经典物理,后者为近代物理.SemiconductorPhysics2023/10/65固体物理学:

讨论固体物理领域中最基本的一些问题—固体中的各种运动状态(重点是固体中电子的运动状态):

♦晶体结构;固体的结合;晶格振动;

♦能带理论;晶体中电子的运动;金属电子论；

♦半导体;磁性;固体光学;超导;……SemiconductorPhysics2023/10/66半导体物理学:

♦与固体物理学同为专业基础课--应用已有的固体物理基础,讨论半导体中最基本的一些问题;

♦所讨论的物理问题有强烈的应用背景–是半导体材料,器件,电路的物理基础,是深入研究的导论SemiconductorPhysics2023/10/67本课程讨论的主要对象

—典型的半导体(Si,Ge,GaAs,……)本课程讨论的基本问题—

♦材料的基本物理性质:晶体结构;能带结构;电子基本运动状态;

(第一章)

♦半导体中的载流子(电子,空穴)及其运动状态:p型,n型半导体;电场,磁场中的载流子;非平衡载流子;

(第二,三,四章)

♦器件物理基础:pn结;M/S接触;MOS结构;(第五,六章)SemiconductorPhysics2023/10/68相关课程(领域)

♦物理(对物理问题更深入,更专门的讨论):

高等半导体物理;

半导体理论;

半导体表面物理;非晶态半导体物理;

半导体光学……

♦材料(材料性质,应用的物理模型,材料制备,新材料的研制):

体材料;薄膜材料;微结构材料;人工设计材料;……SemiconductorPhysics2023/10/69

♦器件(器件物理;器件原理;器件工艺):

电子器件(双极型器件,MOS器件,各种特种器件);

光电子器件(激光器,发光管,光电转换器件);

其他各种效应的应用(热电,压电……)

♦半导体集成电路—

集成电路原理及其设计(线路设计,版图设计,工艺设计);

集成电路中的物理问题,材料问题……SemiconductorPhysics2023/10/610SemiconductorPhysics2023/10/611SemiconductorPhysics2023/10/612SemiconductorPhysics2023/10/613SemiconductorPhysics2023/10/614SemiconductorPhysics2023/10/615SemiconductorPhysics2023/10/616SemiconductorPhysics2023/10/617SemiconductorPhysics2023/10/6182023/10/619SemiconductorPhysics“摩尔定律”：处理器(CPU)的功能和复杂性每年(其后期减慢为18个月)会增加一倍，而成本却成比例地递减。2023/10/620SemiconductorPhysics在技术上，摩尔定律依然勇往直前SemiconductorPhysics2023/10/621SemiconductorPhysics2023/10/622Ⅱ教材,习题与考试教材—

半导体物理学,刘恩科等,1994年版,1998年版,…习题—20%

做习题的目的是帮助理解课程内容,且应用之讨论问题,解决问题.上课—

提倡记笔记.(看自己记的笔记有助于理解,思考)SemiconductorPhysics2023/10/623考试范围在平时就会交代,重点是应该自己找的.千万不要寄希望于考试前复印一大堆别人的笔记,作业.点名问题SemiconductorPhysics2023/10/624内容：课程章节前 言绪论第一章半导体中的电子状态

常见半导体的晶格结构和结合性质，能带论的主要结果，半导体中电子的运动及其描述，重要半导体的能带结构，半导体中的杂质能级。第二章半导体中载流子的平衡统计分布状态密度，分布函数，载流子浓度，本征半导体和杂质半导体。第三章电磁场中的输运现象载流子的漂移运动，半导体的主要散射机构，迁移率与杂质浓度和温度的关系，霍尔效应。

SemiconductorPhysics2023/10/625内容：课程章节第四章非平衡载流子 非平衡载流子的注入与复合，准费米能级，复合理论，载流子的扩散与漂移运动、连续性方程。第五章p-n结

pn结及其基本概念，pn结电流电压特性，pn结电容，pn结击穿，pn结隧道效应，pn结的光生伏特效应。第六章半导体界面问题概要

金属-半导体接触和肖特基势垒，半导体表面电场效应，MOS结构的C-V特性。SemiconductorPhysics2023/10/626教材及主要参考书

教材：《半导体物理学》刘恩科等编著电子工业出版社（第四版）2002年参考书：（1）DonaldA.Neamen:SemiconductorPhysicsandDevices（U.S.A.）（2）RobertF.Pierret:SemiconductorDevice

Fundamentals(Part1)（3）Chih-TangSah：FundamentalofSolid-StateElectronics（U.S.A.）（4）钱佑华，徐致中：《半导体物理》（5）叶良修：《半导体物理学》（6）李名復：《半导体物理学》（7）夏建白：《现代半导体物理》SemiconductorPhysics2023/10/627半导体物理总评成绩(00级)

考试方式:开卷参加考试人数:146人

(其中,0002为115人,零零班25人,其他6人.)95分以上8人,5.5%85-94分43人,29.5%(85-8927人,90-9416人)75-84分55人,38%(75-7930人,80-8425人)65-74分27人,18%(65-6915人,70-7412人)60-64分10人,7%60分以下3人,2%SemiconductorPhysics2023/10/628半导体物理总评成绩(01级)

考试方式:开卷参加考试人数:136人

95分以上13人,10%85-94分33人,24%(85-8917人,90-9416人)75-84分59人,43%(75-7926人,80-8433人)65-74分18人,13%(65-695人,70-7413人)60-64分8人,6%60分以下5人,4%SemiconductorPhysics2023/10/629半导体物理总评成绩(02级)

考试方式:开卷参加考试人数:118人

95分以上13人,11%85-94分32人,27%(85-8916人,90-9416人)75-84分39人,33%(75-7916人,80-8423人)65-74分24人,20%(65-699人,7