北大半導(dǎo)體物理學(xué)教學(xué)大綱

1、半導(dǎo)體物理學(xué)教學(xué)大綱中文名稱：半導(dǎo)體物理學(xué)周學(xué)時(shí)：4英文名稱：Physics of Semiconductors學(xué) 分：3課程類別：專業(yè)基礎(chǔ)課歷史沿革： 半導(dǎo)體物理是半導(dǎo)體科學(xué)技術(shù)學(xué)科的基礎(chǔ)，起源于上個(gè)世紀(jì)五十年代，是黃昆等老一輩科學(xué)家根據(jù)科學(xué)發(fā)展的需要1955在北京大學(xué)創(chuàng)辦“五?！保ū本┐髮W(xué)、復(fù)旦大學(xué)、南京大學(xué)、東北人民大學(xué)和廈門(mén)大學(xué)）聯(lián)合半導(dǎo)體物理專門(mén)化。黃昆、謝希德教授合作主講“半導(dǎo)體物理”課程并著有“半導(dǎo)體物理學(xué)”著作。在此之后，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的迅猛發(fā)展，半導(dǎo)體專業(yè)逐步發(fā)展成為半導(dǎo)體專業(yè)（物理系），微電子專業(yè)（信息學(xué)院）等學(xué)科。在北京大學(xué)，半導(dǎo)體物理學(xué)是微電子系和物理系半導(dǎo)體與固體物理

2、專業(yè)的一門(mén)專業(yè)必修基礎(chǔ)課，同時(shí)也是物理系本科生的專業(yè)選修科。從1956年在北京大學(xué)開(kāi)創(chuàng)半導(dǎo)體物理課程以來(lái)，在黃昆先生的領(lǐng)導(dǎo)和培養(yǎng)下，北京大學(xué)成長(zhǎng)出一代又一代半導(dǎo)體物理專業(yè)教師。我們堅(jiān)信，在我們的努力下這一專業(yè)定會(huì)不斷發(fā)展和創(chuàng)新。教學(xué)內(nèi)容： 本課程系統(tǒng)講述半導(dǎo)體物理的基礎(chǔ)理論、概念和方法及其應(yīng)用，內(nèi)容主要涵蓋了與Si集成電路技術(shù)相關(guān)的半導(dǎo)體材料和器件物理基礎(chǔ)及其應(yīng)用，包括：半導(dǎo)體的基本性質(zhì)、平衡態(tài)半導(dǎo)體的物理基礎(chǔ)、非平衡半導(dǎo)體中載流子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、半導(dǎo)體PN結(jié)、金屬/半導(dǎo)體接觸與異質(zhì)結(jié)、半導(dǎo)體MOS結(jié)構(gòu)等。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握半導(dǎo)體物理的基礎(chǔ)理論、概念和方法，學(xué)會(huì)運(yùn)用半導(dǎo)體物理理論分析、

3、處理和解決微電子學(xué)相關(guān)領(lǐng)域?qū)嶋H問(wèn)題的技能和方法。一、授課進(jìn)度主要內(nèi)容學(xué)時(shí)第一章概述2第二章半導(dǎo)體的基本性質(zhì)8介紹半導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu)、半導(dǎo)體結(jié)合的性質(zhì)、半導(dǎo)體的能帶、半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)制等；第三章平衡態(tài)半導(dǎo)體的物理基礎(chǔ)8介紹本征半導(dǎo)體和本征費(fèi)米能級(jí)、非本征半導(dǎo)體、費(fèi)米能級(jí)、重?fù)诫s半導(dǎo)體、能級(jí)雜質(zhì)等；第四章非平衡半導(dǎo)體中載流子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律10介紹載流子漂移運(yùn)動(dòng)、擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)、載流子的遷移率、過(guò)剩載流子、準(zhǔn)費(fèi)米能級(jí)、半導(dǎo)體中的基本物理方程等；第五章半導(dǎo)體的PN結(jié)10介紹半導(dǎo)體平衡PN結(jié)的能帶圖、偏置PN結(jié)及其IV特性、PN結(jié)電容、PN結(jié)擊穿等；第六章金屬和半導(dǎo)體接觸與異質(zhì)結(jié)10介紹金屬/半導(dǎo)體接觸、肖特基二極管及其IV特性、M/S的歐姆接觸、半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)等；第七章半導(dǎo)體的MOS結(jié)構(gòu)10介紹理想的MOS結(jié)構(gòu)、MOS結(jié)構(gòu)的CV特性、非理想（實(shí)際）MOS結(jié)構(gòu)等。二、授課方式課堂講授為主，輔以習(xí)題和