半导体物理与器件实践环节教学大纲

《半导体物理与器件》实验教学大纲课程编码1302205课程名称半导体物理与器件适用专业应用物理学学分考核形式学时8先修课程开课学期第6学期一、课程简介环节，是该课程的课内实验部分。二、课程实验教学目的与要求通过对基本的半导体物理参量和半导体器件特性的测量与观察三、实验项目霍耳效应测半导体中的载流子浓度及载流子迁移率实验目的任务：1）会根据测试数据判断出半导体样品的导电类型；实验原理：固定励磁电流测量霍尔电压与工作电流的关系曲线；IB K IBH end H1K式中

end称为霍耳元件的灵敏度，则载流子浓度1 1n

K H

p，

K edH载流子迁移率

K l IHbV实验内容：测霍尔元件的载流子浓度I1）调节“励磁电流”旋钮使励磁电流

s400

为2.00、3.00…U I毫安间隔为1.00mA)记录霍耳电描绘 H 曲线，求斜率；根据所测数据，判断霍尔实验样品的导电类型N。测霍尔元件的载流子迁移率调节工作电流I2.00、3.001.00mA)，记录对应的根据所测数据，判断霍尔实验样品的导电类型NV；描绘VI曲线;PN实验目的：掌握PN验仪器，设计实验线路，做好测试工作，画出二极管的伏安特性曲线。实验仪器:通用示波器、多量程电压表和电流表、万用表、微安表、稳压电源、滑线电阻、各种开关、锗型和硅型二极管。PN实验目的：PNPNPNPN度。实验原理：PN结正向压降作为电流和温度函数的表达式为：

k C kT ( ln lnTr F g(0) q I F

1 n1结的VFT的依赖关系取决于线性项度升高而线性下降，这就是PN实验仪器：DH-PN-1型PN实验内容：测定VT曲线求被测PNS（mV/T)估算被测PN热氧化方法Th长二氧化硅实验目的:原理、操作规程；掌握热氧化方法制备二氧化硅薄膜的工艺。实验主要仪器设备及材料纯水机、超声波清洗机、氧化炉、石英舟、石英钩；酒精、丙酮、1号和2号清洗液、单晶硅片、氧气等。实验内容:硅片的清洗处理；确定炉温，使炉温上升到所设定的温度；采用热氧化方法在单晶硅衬底上生长二氧化硅；响薄膜质量的因素。四探针法测量电阻率实验目的:测量结果的各种因素。实验原理：四探针法用针距约为1mm的四根探针同时压在硅单晶样品的平整表面上，利用恒流源给外面两根探针通以电流，然后在中间两根探针上用电位差计测量电压降，然后根据推导简化V 23I 个常数。在实际测量工作中，为了计算方便，常常令电流I在数值上与探针系数C相等，即I=C，于是ρ=V23，此时探针2与3之间测得电位差在数值上就等于样品的电阻率。实验主要仪器设备及材料四探针测试仪:D41-11D/ZM、P型或N型硅片、外延硅片。实验内容:测量单晶硅样品的电阻率；测量扩散薄层的方块电阻；测量探针间距S对测量结果进行必要的修正。用光电导衰退法测量硅单晶中少数载流子的寿命τ实验目的:了解光生伏特效应；正确连接各实验仪器，掌握少子寿命τ实验原理：实验主要仪器设备及材料触发脉冲发生器、直流高压电源、脉冲光源、高频信号源、电极板、检波器和宽带放大器、直流稳压电源、脉冲示波器、半导体样品等。实验内容:用光电导衰退法测量硅单晶中少数载流子的寿命τ。3PN结正向压降和温度关系的研究和应用3PN结正向压降和温度关系的研究和应用综合性2必做4热氧化方法生长二氧化硅综合性56四探针法测量电阻率光电导衰退法测量硅单晶中少数载流子寿命综合性综合性2（三选一）合计8序号实验项目实验类别学时必做/选做1霍耳效应测半导体中的载流子浓度及迁移率综合性2必做2PN结二极管伏安特性的测试综合性2必做五、实验报告格式实验目的、实验原理简介、实验内容及程序、实验数据处理及结果分析。六、成绩评定办法及标准单个实验项目考核分为三部分：实验预习20、实验操作30）和实验报告50%，最10%计入《半导体物理与器件》课程成绩总分中。七、教材及参考书实验教材：自编实验指导