半導(dǎo)體器件物理

半導(dǎo)體器件物理PhysicsofSemiconductorDevices教學(xué)大綱課程名稱：半導(dǎo)體器件物理課程編號：M832001課程學(xué)分：2適用專業(yè)：集成電路工程領(lǐng)域一、課程性質(zhì)本課程的授課對象為集成電路工程專業(yè)碩士研究生，課程屬性為專業(yè)基礎(chǔ)必修課。要求學(xué)生在學(xué)習(xí)過《電路分析》，《數(shù)字電路》，《模擬電路》和《半導(dǎo)體物理》的基礎(chǔ)上選修這門課程。二、課程教學(xué)目的通過本課程教學(xué)，使得學(xué)生知道微電子學(xué)的用途、主要內(nèi)容，明白學(xué)習(xí)微電子學(xué)應(yīng)該掌握哪些基礎(chǔ)知識；對微電子學(xué)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀和未來有一個比較清晰的認識；學(xué)會應(yīng)用《半導(dǎo)體物理》的基礎(chǔ)知識來對半導(dǎo)體器件物理進行分析，初步掌握電子器件物理、工作原理等基本概念，對微電子學(xué)的整體有一個比較全面的認識。三、教學(xué)基本內(nèi)容及基本要求第一章微電子學(xué)常識（一）教學(xué)基本內(nèi)容第一節(jié)晶體管的發(fā)明晶體管發(fā)明的歷史過程晶體管發(fā)明對現(xiàn)代文明的作用第二節(jié)集成電路的發(fā)展歷史集成電路的概念集成電路發(fā)展的幾個主要里程碑目前集成電路的現(xiàn)狀集成電路未來發(fā)展的主要趨勢第三節(jié)集成電路的分類集成電路的分類方法MOS集成電路的概念雙極集成電路的概念第四節(jié)微電子學(xué)的特點微電子學(xué)的主要概念微電子學(xué)的主要特點（二）教學(xué)基本要求了解：晶體管發(fā)明的過程，晶體管發(fā)明對人類社會的作用；微電子學(xué)的概念，微電子學(xué)的特點；掌握：集成電路的概念，集成電路發(fā)展的幾個主要里程碑；集成電路的分1.61.6影響直流放大系數(shù)的一些因素5.15.1隧道擊穿（Zener擊穿）類方法，MOS集成電路的概念，雙極集成電路的概念;第二章p-n結(jié)二極管（一）教學(xué)基本內(nèi)容第一節(jié)p-n結(jié)的空間電荷區(qū)p-n結(jié)的結(jié)構(gòu)和制造概述p-n結(jié)的空間電荷層和內(nèi)建電場、內(nèi)建電勢p-n結(jié)的耗盡層（勢壘）電容第二節(jié)p-n結(jié)的直流特性p-n結(jié)中載流子的注入和抽取理想p-n結(jié)的伏-安特性實際p-n結(jié)的伏-安特性大注入時p-n結(jié)的伏-安特性實際p-n結(jié)的電流、正向結(jié)電壓與溫度的關(guān)系第三節(jié)p-n結(jié)的小信號特性p-n結(jié)的交流電流密度擴散電容Cd第四節(jié)p-n結(jié)的開關(guān)特性p-n結(jié)中少數(shù)載流子存儲的電荷p-n結(jié)的瞬變過程p-n結(jié)反向恢復(fù)時間的計算第五節(jié)p-n結(jié)的擊穿特性5.2雪崩擊穿第六節(jié)Schottky二極管理想的金屬-半導(dǎo)體接觸實際的金屬-半導(dǎo)體接觸Schottky二極管的導(dǎo)電性第七節(jié)Ohm接觸Ohm接觸的概念和定義Ohm接觸實現(xiàn)的工藝措施Ohm接觸實現(xiàn)的設(shè)計方法（二）教學(xué)基本要求掌握：PN結(jié)的結(jié)構(gòu)理解：PN結(jié)的基本工作原理，正向特性，反向特性了解：PN結(jié)中的能帶圖，PN結(jié)的擊穿，PN結(jié)的電容第三章雙極型晶體管（BJT）（一）教學(xué)基本內(nèi)容第一節(jié)基本工作原理與直流特性BJT的基本結(jié)構(gòu)和特點BJT的放大作用BJT的電流成分和放大性能參數(shù)理想BJT中載流子濃度的分布理想的BJT的電流-電壓特性第二節(jié)BJT的模型緩變基區(qū)晶體管（漂移晶體管）實際BJT中的一些重要效應(yīng)BJT的擊穿效應(yīng)和穿通效應(yīng)BJT的特性曲線BJT的直流小信號參數(shù)BJT的E-M模型BJT的G-P模型第三節(jié)頻率特性BJT的交流小信號放大系數(shù)提高BJT頻率特性的措施BJT的微波特性第四節(jié)功率特性最大集電極電流BJT的安全工作區(qū)發(fā)射極條的有效尺寸和發(fā)射極線電流密度晶體管的最大耗散功率BJT的二次擊穿第五節(jié)開關(guān)特性BJT的開關(guān)狀態(tài)開態(tài)和關(guān)態(tài)時晶體管中少數(shù)載流子濃度的分布BJT的開關(guān)時間開關(guān)晶體管的正向壓降和飽和壓降BJT的尺寸縮小規(guī)則（二）教學(xué)基本要求掌握：雙極晶體管的結(jié)構(gòu)理解：雙極晶體管的工作原理，特性曲線了解：雙極晶體管的電流傳輸機制，晶體管的放大原理，放大系數(shù)，反向電流和擊穿電壓，頻率特性第四章場效應(yīng)晶體管（FET）（一）教學(xué)基本內(nèi)容第一節(jié)結(jié)型場效應(yīng)晶體管（JFET）JFET的基本性能JFET的直流參數(shù)和低頻小信號交流參數(shù)JFET的頻率特性短溝道JFET的特性JFET的結(jié)構(gòu)舉例砷化鎵金屬柵場效應(yīng)晶體管高電子遷移率晶體管第二節(jié)MOS型場效應(yīng)晶體管（MOSFET）大尺寸MOSFET小尺寸MOSFET．SOI-MOSFET（二）基本要求掌握：MOS晶體管的結(jié)構(gòu)，MOS晶體管的基本工作原理，閾值電壓理解：MOS晶體管的種類，特性曲線了解：MOS晶體管的電容四、本課程與其它相關(guān)課程的聯(lián)系與分工前修課程：《電子電路（模電）》、《半導(dǎo)體物理》；后續(xù)課程：《模擬集成電路》；五、實踐環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容的安排與要求無六、本課程課外練習(xí)的要求課內(nèi)/外的時間比：1:1.5課外作業(yè)：主要作業(yè)以習(xí)題為主，還有實驗報告。要求學(xué)生獨立完成，限期提交。七、本課程的教學(xué)方法及使用現(xiàn)代化教學(xué)手段方面的要求課程教學(xué)采用計算機多媒體投影，內(nèi)容有Powerpoint、錄像光盤放映等八、本課程成績的考查方法及評定標(biāo)準(zhǔn)平時成績占30%（其中出勤成績占10%，作業(yè)成績占20%），期末考試成績占70%。九、教材及參考書教材：姜巖峰/謝孟賢編著，《微納電子器件》，化學(xué)工業(yè)出版社，2004

參考書：[1]施敏著，《半導(dǎo)體器件物理》，科學(xué)出版社，2002[2]劉光廷編，《半導(dǎo)體器件物理作用理論》，東南大學(xué)出版社，1991十、課程各章節(jié)學(xué)時分配章節(jié)內(nèi)容總課時講授課時實驗課時第一章微電子學(xué)常識22第二章p-n