文档介绍：黑龙江工程学院 2011 级本科理论课程教学大纲
半导体物理课程教学大纲
课程名称:半导体物理课程编号:0609291D6
学时/学分:32/2 开课学期:6
适用专业:电子科学与技术专业课程类别/性质:专业/任选
一、课程目标与定位
半导体物理是电子科学与技术专业本科生的专业基础课。通过本课程的学习,使学生掌握半导体
中的电子状态,杂质和缺陷能级,半导体中的载流子的统计分布及运动规律,掌握PN结、异质结,
金属与半导体接触的基本理论,了解半导体表面及半导体的光、热、磁、压阻等各种物理现象。为今
后从事半导体物理方面的理论研究和后续课程的学习打好基础。
二、课程知识、能力、素质培养目标
1、课程知识培养目标
培养学生掌握半导体中的电子状态;半导体中杂质和缺陷能级;K 空间中量子态的分布;状态密
度;半导体中电子漂移速度和迁移率;半导体的电导率和迁移率;载流子散射概念;半导体重要的散
射机构;非平衡载流子;PN 结形成;半导体表面与 MIS 结构。
2、能力培养目标
培养学生具备分析半导体中电子与空穴的状态的能力、掌握 PN 结异质结,金属与半导体接触的基
本理论。
3、素质培养目标
让学生了解半导体物理学的发展历史,培养学生掌握半导体物理课程的基础理论知识和基本技能,
初步养成光电子行业的工程素质。
三、课程基本内容和学时安排
1. 半导体中的电子状态(8 学时)
教学内容:电子的共有化运动、能带概念、布里渊区的概念、半导体中电子的平均速度、半导体中电
子的加速度、电子的有效质量。
教学目标:培养学生掌握半导体中电子的共有化运动、能带概念、半导体中电子的平均速度、半导体
中电子的加速度、电子的有效质量。
重点:能带概念、半导体中电子的平均速度、半导体中电子的加速度、电子的有效质量。
难点:布里渊区的概念、电子的有效质量。
2. 半导体中杂质和缺陷能级(8 学时)
教学内容:锗、硅晶体中的杂质能级;Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体的杂质能级。点缺陷、位错的概念。
教学目标:培养学生掌握锗、硅晶体中的杂质能级;Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体的杂质能级。点缺陷、位
错的概念。
重点:掌握锗、硅晶体中的杂质能级。
难点:点缺陷、位错的概念。
3. 半导体中载流子的统计分布(4 学时)
教学内容:K 空间中量子态的分布;状态密度。费米分布函数;玻尔兹曼分布函数;导带中的电子浓
度和价带中的空学浓度;载流子的浓度乘积。本征半导体特点;杂质能级上的电子和空穴;N 型半导
体的载流子浓度;简并半导体的载流子浓度;简并化条件。
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黑龙江工程学院 2011 级本科理论课程教学大纲
教学目标:培养学生掌握 K 空间中量子态的分布;状态密度。费米分布函数;玻尔兹曼分布函数;导
带中的电子浓度和价带中的空学浓度;载流子的浓度乘积。本征半导体特点;杂质能级上的电子和空穴;
N 型半导体的载流子浓度;简并半导体的载流子浓度;简并化条件。
重点:掌握 K 空间中量子态的分布;状态密度。费米分布函数;玻尔兹曼分布函数;导带中的电
子浓度和价带中的空学浓度;载流子的浓度乘积。
难点:本征半导体特点;杂质能级上的电子和空穴;N 型半导体的载流子浓度;简并半导体的载
流子浓度;简并化条件。
4. 半导体的导电性(8 学时)
教学内容:漂移速度和迁移率;半导体的电导率和迁移率;载流子散射概念;半导体重要的散射机构。
电导率、迁移率与平均自由时间的关系;迁移率与杂质和温度的关系。电阻率和杂质浓度的关系;电
阻率随温度的变化;球形等能面半导体的电导率;欧姆定律的偏离。
教学目标:培养学生掌握漂移速度和迁移率;半导体的电导率和迁移率;载流子散射概念;半导体重
要的散射机构。
重点:掌握漂移速度和迁移率;半导体的电导率和迁移率;载流子散射概念;半导体重要的散射
机构。
难点:电导率、迁移率与平均自由时间的关系;迁移率与杂质和温度的关系。电阻率和杂质浓度
的关系;电阻率随温度的变化;球形等能面半导体的电导率;欧姆定律的偏离。
5. 非平衡载流子(6 学时)
教学内容:非平衡载流子概念;非平衡载流子寿命引入;准费米能级的引入。直接复合;间接复合;
表面复合;俄歇复合。陷阱效应与复合的区别。扩散方程的引入;连续性方程的引入。
教学目标:培养学生掌握非平衡载流子概念;非平衡载流子寿命引入;准费米能级的引入。直接复合;
间接复合;表面复合;俄歇复合。陷阱效应与复合的区别。扩散方程的引入;连续性方程的引入。
重点:掌握非平衡载流子概念;非平衡载流子寿命引入;准费米能级的引入