《半导体物理与器件》课程教学大纲(本科).pdfVIP

《半导体物理与器件》课程教学大纲(本科)--第1页

半导体物理与器件

（SemiconductorPhysicsandDevices）

课程代码（根据教务管理系统中课程代码填写，一门课程分在不同学期开课，可合并

编写教学大纲，但应标明相应课程代码，且请分别填写考核方式及考核权重表。）

学分：2.5

学时：40（其中：课堂教学学时：40实验学时：0上机学时：0课程实践学时:0）

先修课程：模拟电子技术、光电子技术

适用专业：光电信息科学与工程专业、电子信息类专业、仪器类专业

教材：《半导体器件导论》，作者D.A.尼曼，谢生译，电子工业出版社，2015年6月第1版

一、课程性质与课程目标

（一）课程性质（需说明课程对人才培养方面的贡献）

《半导体器件与物理》是主要面向光电信息科学与工程专业的大三年级学生开设的专业选修课。

本课程基于《模拟电子技术》、《光电子技术》等先修基础课，讲授半导体材料的物理基础和各种半

导体器件的电学与光电特性。除了介绍传统的半导体器件，课程还着重讲解目前蓬勃发展的第三代

半导体器件—氮化镓（GaN）基重要元件，如发光二极管、GaN功率器件、GaN高迁移率晶体管等。

通过学习本课程，使学生（1）了解半导体器件在各个行业中的广泛应用；（2）掌握重要半导体光元

件的物理模型与工作特性；（3）能够用TCAD软件初步分析器件的结构参数和材料参数对工作特性

的影响；（4）了解半导体器件的制备工艺。

（二）课程目标（根据课程特点和对毕业要求的贡献，确定课程目标。应包括知识目标和能力目标。）

课程目标1.理解并能阐述半导体物理和器件的重要概念和工作原理；

课程目标2.掌握常见半导体器件的物理模型，能够通过Matlab编程或TCAD软件建模分析其

电学特性；

课程目标3：了解半导体器件的制备工艺，为日后从事半导体行业的工作或相关科研工作打下

坚实基础。

二、课程内容与教学要求（按章撰写）

第一章平衡半导体

1/8

《半导体物理与器件》课程教学大纲(本科)--第1页

《半导体物理与器件》课程教学大纲(本科)--第2页

（一）课程内容

（1）半导体中的载流子；

（2）掺杂原子与能级；

（3）非本征半导体的载流子分布；

（4）掺杂对载流子浓度的影响；

（5）费米能级的位置―掺杂和温度的影响。

（二）教学要求

（1）掌握平衡状态本征半导和非本征半导体的载流子分布；

（2）掌握掺杂的方法及其对载流子浓度的影响；

（3）掌握费米能级的计算方法；

（4）了解扩散和离子注入的过程。

（三）重点与难点

（1）费米狄拉克分布；

（2）电子和空穴的平衡分布；

（3）费米能级位置的推导。

第二章流子输运和过剩载流子现象

（一）课程内容

（1）载流子的漂移运动；

（2）载流子的扩散运动；

（3）载流子的产生与复合；

（4）求解微分方程。

（二）教学要求

（1）掌握漂移电流和扩散电流的物理含义；

（2）掌握迁移率与电导率的关系，影响迁移率的因素；

（3）掌握渐变杂质分布下的感应电场和载流子浓度分布；

（4）掌握载流子的产生-复合过程；

（5）理解霍尔效应的物理过程。

（三）重点与难点

（1）漂移电流和扩散