前言中科大半導(dǎo)體物理

2023/10/61SemiconductorPhysics半導(dǎo)體物理

SemiconductorPhysics主講：徐軍2007年3月SemiconductorPhysics2023/10/62緒論本課是一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課了解半導(dǎo)體物理的基礎(chǔ)理論，物理概念和主要性質(zhì)。掌握研究半導(dǎo)體基本原理和測(cè)量技術(shù)的基本方法，為從事光電子技術(shù)、半導(dǎo)體器件、傳感器及應(yīng)用、集成電路等方面的工作打下必備的基礎(chǔ)。SemiconductorPhysics2023/10/63

前言這門(mén)課在學(xué)科群中的地位(位置)?--課程定位一些具體問(wèn)題的說(shuō)明

--教材,習(xí)題,考試SemiconductorPhysics2023/10/64Ⅰ課程定位:

從固體物理到半導(dǎo)體物理

半導(dǎo)體物理及其相關(guān)領(lǐng)域從普通物理四大力學(xué)--基礎(chǔ)課

?物理學(xué)是實(shí)驗(yàn)科學(xué)

?物理學(xué)的理論體系:宏觀和低速領(lǐng)域—牛頓力學(xué)和麥克斯韋方程組微觀和高速領(lǐng)域—相對(duì)論和量子力學(xué)

?前者為經(jīng)典物理,后者為近代物理.SemiconductorPhysics2023/10/65固體物理學(xué):

討論固體物理領(lǐng)域中最基本的一些問(wèn)題—固體中的各種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(重點(diǎn)是固體中電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)):

?晶體結(jié)構(gòu);固體的結(jié)合;晶格振動(dòng);

?能帶理論;晶體中電子的運(yùn)動(dòng);金屬電子論；

?半導(dǎo)體;磁性;固體光學(xué);超導(dǎo);……SemiconductorPhysics2023/10/66半導(dǎo)體物理學(xué):

?與固體物理學(xué)同為專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課--應(yīng)用已有的固體物理基礎(chǔ),討論半導(dǎo)體中最基本的一些問(wèn)題;

?所討論的物理問(wèn)題有強(qiáng)烈的應(yīng)用背景–是半導(dǎo)體材料,器件,電路的物理基礎(chǔ),是深入研究的導(dǎo)論SemiconductorPhysics2023/10/67本課程討論的主要對(duì)象

—典型的半導(dǎo)體(Si,Ge,GaAs,……)本課程討論的基本問(wèn)題—

?材料的基本物理性質(zhì):晶體結(jié)構(gòu);能帶結(jié)構(gòu);電子基本運(yùn)動(dòng)狀態(tài);

(第一章)

?半導(dǎo)體中的載流子(電子,空穴)及其運(yùn)動(dòng)狀態(tài):p型,n型半導(dǎo)體;電場(chǎng),磁場(chǎng)中的載流子;非平衡載流子;

(第二,三,四章)

?器件物理基礎(chǔ):pn結(jié);M/S接觸;MOS結(jié)構(gòu);(第五,六章)SemiconductorPhysics2023/10/68相關(guān)課程(領(lǐng)域)

?物理(對(duì)物理問(wèn)題更深入,更專(zhuān)門(mén)的討論):

高等半導(dǎo)體物理;

半導(dǎo)體理論;

半導(dǎo)體表面物理;非晶態(tài)半導(dǎo)體物理;

半導(dǎo)體光學(xué)……

?材料(材料性質(zhì),應(yīng)用的物理模型,材料制備,新材料的研制):

體材料;薄膜材料;微結(jié)構(gòu)材料;人工設(shè)計(jì)材料;……SemiconductorPhysics2023/10/69

?器件(器件物理;器件原理;器件工藝):

電子器件(雙極型器件,MOS器件,各種特種器件);

光電子器件(激光器,發(fā)光管,光電轉(zhuǎn)換器件);

其他各種效應(yīng)的應(yīng)用(熱電,壓電……)

?半導(dǎo)體集成電路—

集成電路原理及其設(shè)計(jì)(線路設(shè)計(jì),版圖設(shè)計(jì),工藝設(shè)計(jì));

集成電路中的物理問(wèn)題,材料問(wèn)題……SemiconductorPhysics2023/10/610SemiconductorPhysics2023/10/611SemiconductorPhysics2023/10/612SemiconductorPhysics2023/10/613SemiconductorPhysics2023/10/614SemiconductorPhysics2023/10/615SemiconductorPhysics2023/10/616SemiconductorPhysics2023/10/617SemiconductorPhysics2023/10/6182023/10/619SemiconductorPhysics“摩爾定律”：處理器(CPU)的功能和復(fù)雜性每年(其后期減慢為18個(gè)月)會(huì)增加一倍，而成本卻成比例地遞減。2023/10/620SemiconductorPhysics在技術(shù)上，摩爾定律依然勇往直前SemiconductorPhysics2023/10/621SemiconductorPhysics2023/10/622Ⅱ教材,習(xí)題與考試教材—

半導(dǎo)體物理學(xué),劉恩科等,1994年版,1998年版,…習(xí)題—20%

做習(xí)題的目的是幫助理解課程內(nèi)容,且應(yīng)用之討論問(wèn)題,解決問(wèn)題.上課—

提倡記筆記.(看自己記的筆記有助于理解,思考)SemiconductorPhysics2023/10/623考試范圍在平時(shí)就會(huì)交代,重點(diǎn)是應(yīng)該自己找的.千萬(wàn)不要寄希望于考試前復(fù)印一大堆別人的筆記,作業(yè).點(diǎn)名問(wèn)題SemiconductorPhysics2023/10/624內(nèi)容：課程章節(jié)前 言緒論第一章半導(dǎo)體中的電子狀態(tài)

常見(jiàn)半導(dǎo)體的晶格結(jié)構(gòu)和結(jié)合性質(zhì)，能帶論的主要結(jié)果，半導(dǎo)體中電子的運(yùn)動(dòng)及其描述，重要半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)，半導(dǎo)體中的雜質(zhì)能級(jí)。第二章半導(dǎo)體中載流子的平衡統(tǒng)計(jì)分布狀態(tài)密度，分布函數(shù)，載流子濃度，本征半導(dǎo)體和雜質(zhì)半導(dǎo)體。第三章電磁場(chǎng)中的輸運(yùn)現(xiàn)象載流子的漂移運(yùn)動(dòng)，半導(dǎo)體的主要散射機(jī)構(gòu)，遷移率與雜質(zhì)濃度和溫度的關(guān)系，霍爾效應(yīng)。

SemiconductorPhysics2023/10/625內(nèi)容：課程章節(jié)第四章非平衡載流子 非平衡載流子的注入與復(fù)合，準(zhǔn)費(fèi)米能級(jí)，復(fù)合理論，載流子的擴(kuò)散與漂移運(yùn)動(dòng)、連續(xù)性方程。第五章p-n結(jié)

pn結(jié)及其基本概念，pn結(jié)電流電壓特性，pn結(jié)電容，pn結(jié)擊穿，pn結(jié)隧道效應(yīng)，pn結(jié)的光生伏特效應(yīng)。第六章半導(dǎo)體界面問(wèn)題概要

金屬-半導(dǎo)體接觸和肖特基勢(shì)壘，半導(dǎo)體表面電場(chǎng)效應(yīng)，MOS結(jié)構(gòu)的C-V特性。SemiconductorPhysics2023/10/626教材及主要參考書(shū)

教材：《半導(dǎo)體物理學(xué)》劉恩科等編著電子工業(yè)出版社（第四版）2002年參考書(shū)：（1）DonaldA.Neamen:SemiconductorPhysicsandDevices（U.S.A.）（2）RobertF.Pierret:SemiconductorDevice

Fundamentals(Part1)（3）Chih-TangSah：FundamentalofSolid-StateElectronics（U.S.A.）（4）錢(qián)佑華，徐致中：《半導(dǎo)體物理》（5）葉良修：《半導(dǎo)體物理學(xué)》（6）李名復(fù)：《半導(dǎo)體物理學(xué)》（7）夏建白：《現(xiàn)代半導(dǎo)體物理》SemiconductorPhysics2023/10/627半導(dǎo)體物理總評(píng)成績(jī)(00級(jí))

考試方式:開(kāi)卷參加考試人數(shù):146人

(其中,0002為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半導(dǎo)體物理總評(píng)成績(jī)(01級(jí))

考試方式:開(kāi)卷參加考試人數(shù):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半導(dǎo)體物理總評(píng)成績(jī)(02級(jí))

考試方式:開(kāi)卷參加考試人數(shù):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