本課程圍繞半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)理論和半導(dǎo)體主要性質(zhì),共分為四部分,七章。前兩章為第一部分,介紹半導(dǎo)體物理的基礎(chǔ)知識(shí),包括半導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu)、量子力學(xué)初步概要、價(jià)鍵模型、半導(dǎo)體的電子結(jié)構(gòu);第二部分由兩章組成,分別定性、定量闡述半導(dǎo)體中的載流子;第三部分由一章構(gòu)成,描述三維半導(dǎo)體中的電輸運(yùn);第四部分討論半導(dǎo)體的結(jié),闡述金屬-半導(dǎo)體的接觸、半導(dǎo)體表面效應(yīng)和MIS結(jié)構(gòu)。同時(shí)為大家?guī)硪幌盗辛?xí)題的解析。
1.半導(dǎo)體中的電子狀態(tài) 半導(dǎo)體的晶格結(jié)構(gòu)和結(jié)合性質(zhì);半導(dǎo)體中的電子狀態(tài)和能帶;半導(dǎo)體中電子的運(yùn)動(dòng)、有 效質(zhì)量;本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)、空穴;回旋共振;硅和鍺的能帶結(jié)構(gòu);Ⅲ–Ⅴ族化合物半 導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu);Ⅱ–Ⅵ族化合物半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu);Si1-xGex 合金的能帶;寬禁帶半導(dǎo)體 材料。 2.半導(dǎo)體中雜質(zhì)和缺陷能級(jí) 硅、鍺晶體中的雜質(zhì)能級(jí);Ⅲ–Ⅴ族化合物中的雜質(zhì)能級(jí);氮化鎵、氮化鋁、碳化硅中 的雜質(zhì)能級(jí);缺陷、位錯(cuò)能級(jí)。 3.半導(dǎo)體中載流子的統(tǒng)計(jì)分布 狀態(tài)密度;費(fèi)米能級(jí)和載流子的統(tǒng)計(jì)分布;本征半導(dǎo)體的載流子濃度;雜質(zhì)半導(dǎo)體的載 流子濃度;一般情況下的載流子統(tǒng)計(jì)分布;簡并半導(dǎo)體;電子占據(jù)雜質(zhì)能級(jí)的概率。 4.半導(dǎo)體的導(dǎo)電性 載流子的漂移運(yùn)動(dòng)和遷移率;載流子的散射;遷移率與雜質(zhì)濃度和溫度的關(guān)系;電阻率 及其與雜質(zhì)濃度和溫度的關(guān)系;玻耳茲曼方程、電導(dǎo)率的統(tǒng)計(jì)理論;強(qiáng)電場(chǎng)下的效應(yīng)、熱載 流子;多能谷散射、耿氏效應(yīng)。
5.非平衡載流子 非平衡載流子的注入與復(fù)合;非平衡載流子的壽命;準(zhǔn)費(fèi)米能級(jí);復(fù)合理論;陷阱效應(yīng); 載流子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng);載流子的漂移擴(kuò)散,愛因斯坦關(guān)系式;連續(xù)性方程式;硅的少數(shù)載流子 壽命與擴(kuò)散長度。 6.pn 結(jié) pn 結(jié)及其能帶圖;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)。 7.金屬和半導(dǎo)體接觸 金屬半導(dǎo)體接觸及其能級(jí)圖;金屬半導(dǎo)體接觸整流理論;少數(shù)載流子的注入和歐姆接觸。 8.半導(dǎo)體表面和 MIS 結(jié)構(gòu) 表面態(tài);表面電場(chǎng)效應(yīng);MIS 結(jié)構(gòu)的 C–V 特性;硅–二氧化硅系統(tǒng)的性質(zhì);表面電導(dǎo) 及遷移率;表面電場(chǎng)對(duì) pn 結(jié)特性的影響。 9.半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu) 半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)及其能帶圖;半導(dǎo)體異質(zhì) pn 結(jié)的電流電壓特性及注入特性;半導(dǎo)體異質(zhì) 結(jié)量子阱結(jié)構(gòu)及其電子能態(tài)與特性;半導(dǎo)體應(yīng)變異質(zhì)結(jié)構(gòu);GaN 基半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu);半導(dǎo) 體超晶格。 10.半導(dǎo)體的光學(xué)性質(zhì)和光電與發(fā)光現(xiàn)象 半導(dǎo)體的光學(xué)常數(shù);半導(dǎo)體的光吸收;半導(dǎo)體的光電導(dǎo);半導(dǎo)體的光生伏特效應(yīng);半導(dǎo) 體發(fā)光;半導(dǎo)體激光;半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)在光電子器件中的應(yīng)用。 11.半導(dǎo)體的熱電性質(zhì) 熱電效應(yīng)的一般描述;半導(dǎo)體的溫差電動(dòng)勢(shì)率;半導(dǎo)體的珀耳帖效應(yīng);半導(dǎo)體的湯姆遜 效應(yīng);半導(dǎo)體的熱導(dǎo)率;半導(dǎo)體熱電效應(yīng)的應(yīng)用。