半导体材料课程教学大纲
半导体材料课程教学大纲
半导体材料课程教学大纲第一篇：半导体材料课程教学大纲半导体材料课程教学大纲一、课程说明（一）课程名称：半导体材料所属专业：微电子科学与工程课程性质：专业限选学分： 3（二）课程简介：本课程重点介绍第一代和第二代半导体材料硅、锗、砷化镓等的制备基本原理、制备工艺和材料特性，介绍第三代半导体材料氮化镓、碳化硅及其他半导体材料的性质及制备方法。
目标与任务：使学生掌握主要半导体材料的性质以及制备方法，了解半导体材料最新发展情况、为将来从事半导体材料科学、半导体器件制备等打下基础。
（三）先修课程要求：《固体物理学》、《半导体物理学》、《热力学统计物理》；本课程中介绍半导体材料性质方面需要《固体物理学》、《半导体物理学》中晶体结构、能带理论等章节作为基础。
同时介绍材料生长方面知识时需要《热力学统计物理》中关于自由能等方面的知识。
（四）教材：杨树人《半导体材料》主要参考书：褚君浩、张玉龙《半导体材料技术》陆大成《金属有机化合物气相外延基础及应用》二、课程内容与安排第一章半导体材料概述第一节半导体材料发展历程第二节半导体材料分类第三节半导体材料制备方法综述第二章硅和锗的制备第一节硅和锗的物理化学性质第二节高纯硅的制备第三节锗的富集与提纯第三章区熔提纯第一节分凝现象与分凝系数第二节区熔原理第三节锗的区熔提纯第四章晶体生长第一节晶体生长理论基础第二节熔体的晶体生长第三节硅、锗单晶生长第五章硅、锗晶体中的杂质和缺陷第一节硅、锗晶体中杂质的性质第二节硅、锗晶体的掺杂第三节硅、锗单晶的位错第四节硅单晶中的微缺陷第六章硅外延生长第一节硅的气相外延生长第二节硅外延生长的缺陷及电阻率控制第三节硅的异质外延第七章化合物半导体的外延生长第一节气相外延生长（VPE）第二节金属有机物化学气相外延生长（MOCVD）第三节分子束外延生长（MBE）第四节其他外延生长技术第八章化合物半导体材料（一）：第二代半导体材料第一节 GaAs、InP等III-V族化合物半导体材料的特性第二节 GaAs单晶的制备及应用第三节 GaAs单晶中杂质控制及掺杂第四节 InP、GaP等的制备及应用第九章化合物半导体材料（二）：第三代半导体材料第一节氮化物半导体材料特性及应用第二节氮化物半导体材料的外延生长第三节碳化硅材料的特性及应用第十章其他半导体材料第一节半导体金刚石的制备及应用第二节低维半导体材料及应用第三节有机半导体材料（一）教学方法与学时分配按照教材中的内容，通过板书和ppt进行讲解。
《半导体材料与器件》课程教学大纲
备注说明： 1．带*内容为必填项。 2．课程简介字数为 300-500 字；课程大纲以表述清楚教学安排为宜，字数不限。
作业及要求
基本要求 了解半导 体材料分
类 掌握半导 体能带理
论 了解半导 体单晶制 备过程 了解化合 物半导体
特性 掌握典型 半导体器 件原理
考查方式
了解典型 器件工艺
分组翻译 /PPT
了解半导 体表征技
术
全体参与
大作业考 查
*考核方式 (Grading)
平时成绩 40% + 大作业成绩 60%
*教材或参考资料 (Textbooks & Other
Technology. In this course students will first study the fabrication and physical
*课程简介（Description）
properties of various kinds of semiconductor materials, which include both element and compound semiconductors. The students will then study the working principles and applications of semiconductor devices. After this class the students will understand basic principles, processing features and characterization techniques for
*教学内容、进度安排及 要求
(Class Schedule &Requirements)
半导体材料及IC工艺原理教学大纲
半导体材料及IC工艺原理教学大纲课程名称：半导体材料及IC工艺原理课程代码：xxxxxx学时：48学时一、课程背景本课程是为了培养学生对半导体材料及IC工艺原理的基本理论和实际应用进行深入了解和掌握的能力，以满足现代电子科技快速发展的需求。
通过本课程的学习，学生将会掌握半导体材料的基本性质、半导体器件的制备工艺、集成电路的工艺流程和测试技术等知识，为日后从事电子材料开发和集成电路设计提供基础。
二、教学目标1.了解半导体材料的基本性质，包括电子结构、能带理论、迁移率等概念；2.掌握半导体器件的制备工艺，包括光刻、薄膜沉积、离子注入等；3.理解集成电路的工艺流程，包括电路设计、掩模制备、刻蚀、渗透等步骤；4.熟悉集成电路的测试技术，包括电学测试、光学测试、芯片分选等方法；5.培养学生问题解决能力和团队合作能力，通过实验和项目综合应用课程所学知识。
三、教学内容1.半导体材料的基本性质a.电子结构与带隙b.能带理论和载流子c.迁移率与禁带宽度等参数2.半导体器件的制备工艺a.光刻工艺与掩模制备b.步进曝光、薄膜沉积和刻蚀工艺的原理和实施c.离子注入和扩散工艺的基本原理和实践经验3.集成电路的工艺流程a.IC工艺设计与电路设计的基本原理b.掩模图形制备、光刻、刻蚀和薄膜沉积等工艺步骤分析c.渗透、退火、电镀和切割等关键步骤的原理和实践4.集成电路的测试技术a.电学测试方法与设备b.温度、光强和压力等外部环境因素对芯片性能的影响c.芯片分选和封测技术的基本原理和实施方法四、教学方法1.理论讲授：通过课堂讲解、讲义和多媒体等形式，传授半导体材料和IC工艺原理的基本概念和知识。
2.实验探究：组织学生开展实验实践活动，帮助他们理解和巩固课堂所学知识。
3.案例分析：通过真实案例的分析，引导学生理解半导体材料和IC 工艺原理在实际应用中的问题和解决思路。
4.综合应用：通过小组讨论、项目研究等方式，培养学生解决实际问题和团队合作的能力。
半导体物理教学大纲
半导体物理教学大纲
一、 半导体材料的基本概念与性质
1. 半导体的定义、特点及分类
2. 半导体材料的晶体结构和晶体生长方法
3. 掺杂及其对半导体性质的影响
二、 pn结及其应用
1. pn结的成因和特性
2. pn结的电学特性和优点
3. pn结的应用：二极管、光电二极管、太阳能电池等
三、 半导体器件及其原理
1. 晶体管的结构和工作原理
2. 晶体管的DC特性和AC特性
3. 晶体管的应用：放大器、开关等
4. 其他半导体器件：场效应晶体管、可控硅、二极管阵列等
四、 光电子学与半导体激光器
1. 光电子学基础知识：光的本质、光与电磁波理论、波粒二象性等
2. 半导体激光器的结构和工作原理
3. 半导体激光器的分类和应用
五、 纳米半导体物理
1. 纳米半导体的概念和特性
2. 纳米半导体的制备方法和表征技术
3. 纳米半导体的应用：量子点太阳能电池、量子点发光等
六、 实验教学
1. pn结的特性实验
2. 晶体管的放大和开关实验
3. 光电二极管和半导体激光器实验
4. 半导体物理模拟实验
以上为半导体物理教学大纲，旨在培养学生对半导体材料、器件及其应用的基本认识与理解，掌握半导体物理的基本原理，熟练掌握半导体器件的设计与实现。
通过实验教学，培养学生的实验操作能力和分析解决问题的能力，增强学生的探究精神和创新意识，助力学生在未来的学习和研究中取得更好的成绩与实践经验。
半导体材料 课程
半导体材料课程
半导体材料课程是电子工程、材料科学与工程等专业的一门重要课程，主要介绍半导体材料的基本原理、性质及应用。
以下是一个典型的半导体材料课程的内容概述：
1. 半导体基本概念：介绍半导体的定义、晶体结构、能带理论等基本概念。
2. 半导体材料制备技术：介绍半导体材料的制备方法，包括化学气相沉积、物理气相沉积、分子束外延等。
3. 半导体材料的物理性质：介绍半导体的电子结构、载流子的性质、能带结构等。
4. 掺杂和腐蚀：介绍半导体材料中的掺杂技术和腐蚀技术，包括离子注入、扩散、金属有机化学气相沉积等。
5. 半导体器件：介绍半导体材料在电子器件中的应用，包括二极管、晶体管、场效应管等。
6. 光电器件：介绍半导体材料在光电器件中的应用，包括发光二极管、激光器、太阳能电池等。
7. 半导体材料的性能测试与分析：介绍半导体材料的性能测试方法，包括电学测试、光学测试等。
8. 半导体材料的应用：介绍半导体材料在信息技术、能源技术、生物医学等领域的应用。
9. 半导体材料的发展趋势：介绍半导体材料的发展趋势，包括新型材料、纳米材料等。
通过学习半导体材料课程，学生可以掌握半导体材料的基本原理和性质，了解半导体器件的工作原理，掌握半导体材料的制备和测试方法，为从事电子工程、材料科学与工程等相关领域的研究和应用奠定基础。
半导体物理与器件教学大纲
半导体物理与器件教学大纲半导体物理与器件教学大纲随着科技的迅猛发展，半导体技术在各个领域都起到了重要的作用。
从电子设备到通信系统，从太阳能电池到医疗仪器，半导体器件无处不在。
因此，对于学习半导体物理与器件的教学大纲的设计变得尤为重要。
本文将探讨半导体物理与器件教学大纲的设计原则和内容。
一、教学大纲的设计原则1. 结合实践与理论：半导体物理与器件是一门实践性很强的学科，学生需要通过实验和实际操作来加深对理论知识的理解。
因此，在教学大纲的设计中，要充分考虑实践环节的安排，使学生能够亲自动手进行实验和操作。
2. 渐进式教学：半导体物理与器件的知识体系庞大而复杂，学生需要逐步建立起完整的知识框架。
因此，在教学大纲的设计中，要将知识点按照难易程度进行合理的排序，循序渐进地进行教学。
3. 理论与应用相结合：半导体物理与器件的理论知识需要与实际应用相结合，才能更好地培养学生的创新能力和实践能力。
因此，在教学大纲的设计中，要注重理论知识与实际应用的结合，引导学生将所学知识应用于实际问题的解决中。
4. 多媒体辅助教学：半导体物理与器件的教学内容较为抽象，通过多媒体辅助教学可以更好地帮助学生理解和掌握知识。
因此，在教学大纲的设计中，要充分利用多媒体技术，设计适合学生学习的教学资源。
二、教学内容的安排1. 半导体物理基础知识：介绍半导体物理的基本概念、半导体材料的特性、能带理论等。
通过理论知识的学习，学生可以对半导体物理有一个整体的认识。
2. 半导体器件的基本原理：介绍半导体器件的基本结构和工作原理，包括二极管、晶体管、场效应管等。
通过学习器件的基本原理，学生可以了解半导体器件的基本构造和工作方式。
3. 半导体器件的制造工艺：介绍半导体器件的制造工艺，包括晶体生长、掺杂、薄膜沉积、光刻等。
通过学习制造工艺，学生可以了解半导体器件的制造过程和关键技术。
4. 半导体器件的应用：介绍半导体器件在各个领域的应用，包括电子设备、通信系统、太阳能电池、医疗仪器等。
《化合物半导体材料与器件》课程教学大纲
《化合物半导体材料与器件》课程教学大纲课程代码：ABJD0527课程中文名称：化合物半导体材料与器件课程英文名称：CompoundSemiconductorMateria1sandDevices课程性质：选修课程学分数：2学分课程学时数：32学时授课对象：电子科学与技术专业本课程的前导课程：固体物理、半导体物理、场效应器件物理一、课程简介《化合物半导体材料与器件》是一门电子科学与技术专业的专业核心课程，所涉及的专业技术内容有：化合物半导体材料，化合物半导体器件，半导体异质结的形成，半导体异质结的能带，异质结双极晶体管，金属半导体肖特基接触，金属半导体场效应晶体管，调制掺杂场效应晶体管，半导体光电子器件，宽带隙化合物半导体器件等基础化合物半导体材料和器件知识。
旨在培养电子科学与技术专业的学生，能够在半导体领域内掌握相关理论基础和器件结构的技术人才。
二、教学基本内容和要求第一章化合物半导体材料与器件基础主要教学内容：（1）、半导体材料的分类；（2）、化合物半导体材料晶格结构；（3）、化合物半导体材料化学键和极化；（4）、化合物半导体材料能带结构；（5）、化合物半导体材料施主和受主能级；（6）、化合物半导体材料载流子迁移率；（7）、化合物半导体器件的发展方向。
教学要求：1）、了解元素半导体、化合物半导体、半导体固溶体概念和种类。
2）、了解化合物半导体器件的发展方向。
3）、理解化合物半导体材料的晶格结构、化学键和极化。
4）、掌握化合物半导体材料的能带结构、施主和受主能级以及载流子迁移率。
重点：掌握化合物半导体材料的能带结构、施主和受主能级。
难点：掌握化合物半导体的截流子迁移率。
第二章半导体异质结主要教学内容：（1）、异质结的形成；（2）、异质结的能带图；（3）、突变异质结的伏安特性和注入特性；（4）、异质结的超注入现象；（5）、二维电子气的形成及能态；（6）、多量子阱与超晶格。
教学要求：1）、理解异质结的概念。
《半导体材料》教学大纲.doc
《半导体材料》教学大纲课程编号：MI3321036课程名称：半导体材料学时：30课程类型：任选适用专业：微电子学集成电路设计与集成系统开课学期：5英文名称:Semiconductor Materials 学分:2 课程姓质：专业课先*多课程：固体物理、半导体物理开课院系：微电子学院一、课程的教学目标与任务目标：半导体材料是半导体科学发展的基础。
通过本课程的学习，掌握半导体材料的相关知识，为后续的相关专业课程打好基础。
任务：本课程的任务是使学生获得半导体晶体生长方面的基础理论知识，初步掌握单晶材料生长、制备方法以及常用的错、硅、化合物半导体材料的基本性质等相关知识,二、本课程与其它课程的联系和分工本课程的先修课程是“固体物理”和“半导体物理”等。
三、课程内容及基本要求（一）半导体材料概述（1学时）具体内容：半导体材料的发展和现状，半导体材料分类，半导体材料的基本特性和应用。
1.基本要求（1）了解人类对半导体材料的使用和研究历史，（2）了解半导体材料的发展历史和基本特性和分类。
2.重点、难点重点：半导体材料的基本特性及其应用。
难点：硅晶体的各向异性。
3.说明：通过学习使学生了解半导体材料的发展历史和现状以及半导体材料的主要儿个研究方向。
（二）硅和错的化学制备（3学时）具体内容：硅和错的物理化学性质，高纯硅的制备，偌的富集与提纯。
1.基本要求（1）掌握硅和错的基本晶体结构和物理化学性质。
（2）掌握化学提纯制备高纯硅的三氯氢硅氢还原法和硅烷法。
（了解硅、倍的化学提纯）2.重点、难点更点：高纯硅的制备。
难点：三氯氢硅的提纯。
3.说明：硅、错的化学制备是半导体材料的制备工艺基础，经过这部分学习使学生了解高纯硅和错的化学制备方法。
（三）区熔提纯（3学时）具体内容：分凝现象与分凝系数，区熔原理，硅、错的区熔提纯。
1.基本要求（1）了解分凝现象与分凝系数。
（2）掌握区熔提纯的原理和技术。
2.重:点、难点里点：区熔提纯原理。
《半导体物理与器件》课程教学大纲
《半导体物理与器件》课程教学大纲一、课程名称（中英文）中文名称：半导体物理与器件英文名称：Semiconductor Physics and Devices二、课程代码及性质专业选修课程三、学时与学分总学时：40学分：2.5四、先修课程《量子力学》、《统计物理》、《固体物理》、《电路原理》五、授课对象本课程面向功能材料专业学生开设六、课程教学目的（对学生知识、能力、素质培养的贡献和作用）本课程是功能材料专业的选修课之一，其教学目的包括：1、能够应用物理、化学基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析复杂半导体物理与器件相关工程问题，获得有效结论。
2、掌握半导体物理与器件相关问题的特征，以及解决复杂工程问题的方法。
3、掌握文献检索、资料查询、现代网络搜索工具的使用方法；具备应用各类文献、信息及资料进行半导体物理与器件领域工程实践的能力。
4、了解半导体物理与器件的专业特征、学科前沿和发展趋势，正确认识本专业对于社会发展的重要性。
5、了解半导体物理与器件领域及其相关行业的国内外的技术现状，具有较强的业务沟通能力与竞争能力。
表1 课程目标对毕业要求的支撑关系七、教学重点与难点课程重点：（1）掌握能带理论以及从能带理论的角度分析半导体的导电机制；熟悉半导体中电子的状态及其运动规律；熟悉实际半导体中的杂质和缺陷的种类、性质及其作用；掌握并且会计算热平衡状态下载流子的浓度问题以及非平衡载流子的概念、产生及其随时间的演化规律（寿命问题）；掌握载流子的几种输运机制。
（2）理解和熟悉PN结及其能带图；掌握PN结的电流-电压特性以及电容-电压特性；熟悉PN结的三种击穿机理；理解和掌握PN结二极管的工作原理。
（3）在对PN结二极管工作原理分析的基础上，学会将此分析进行合理的拓宽，即从单结/两端二极管发展到双结/三端晶体管；掌握双极型晶体管（BJT）的基本概念、符号的定义、工作原理的定性分析以及关键的关系表达式等。
（4）系统地了解和掌握MOSFET的基本工作原理与物理机制；掌握MOSFET器件的主要结构形式、工作特性和有关的物理概念；熟悉MOSFET的电容-电压特性、伏-安特性及其交流效应，并能掌握主要参数和特性的分析与计算方法；了解半导体器件制备的方法、过程及几个器件制备的实例。
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半导体材料课程教学大纲
一、课程说明
（一）课程名称：半导体材料
所属专业：微电子科学与工程
课程性质：专业限选
学分： 3
（二）课程简介：本课程重点介绍第一代和第二代半导体材料硅、锗、砷化镓等的制备基本原理、制备工艺和材料特性，介绍第三代半导体材料氮化镓、碳化硅及其他半导体材料的性质及制备方法。
目标与任务：使学生掌握主要半导体材料的性质以及制备方法，了解半导体材料最新发展情况、为将来从事半导体材料科学、半导体器件制备等打下基础。
（三）先修课程要求：《固体物理学》、《半导体物理学》、《热力学统计物理》；
本课程中介绍半导体材料性质方面需要《固体物理学》、《半导体物理学》中晶体结构、能带理论等章节作为基础。
同时介绍材料生长方面知识时需要《热力学统计物理》中关于自由能等方面的知识。
（四）教材：杨树人《半导体材料》
主要参考书：褚君浩、张玉龙《半导体材料技术》
陆大成《金属有机化合物气相外延基础及应用》
二、课程内容与安排
第一章半导体材料概述
第一节半导体材料发展历程
第二节半导体材料分类
第三节半导体材料制备方法综述
第二章硅和锗的制备
第一节硅和锗的物理化学性质
第二节高纯硅的制备
第三节锗的富集与提纯
第三章区熔提纯
第一节分凝现象与分凝系数
第二节区熔原理
第三节锗的区熔提纯
第四章晶体生长
第一节晶体生长理论基础
第二节熔体的晶体生长
第三节硅、锗单晶生长
第五章硅、锗晶体中的杂质和缺陷
第一节硅、锗晶体中杂质的性质
第二节硅、锗晶体的掺杂
第三节硅、锗单晶的位错
第四节硅单晶中的微缺陷
第六章硅外延生长
第一节硅的气相外延生长
第二节硅外延生长的缺陷及电阻率控制
第三节硅的异质外延
第七章化合物半导体的外延生长
第一节气相外延生长（VPE）
第二节金属有机物化学气相外延生长（MOCVD）
第三节分子束外延生长（MBE）
第四节其他外延生长技术
第八章化合物半导体材料（一）：第二代半导体材料
第一节 GaAs、InP等III-V族化合物半导体材料的特性第二节 GaAs单晶的制备及应用
第三节 GaAs单晶中杂质控制及掺杂
第四节 InP、GaP等的制备及应用
第九章化合物半导体材料（二）：第三代半导体材料
第一节氮化物半导体材料特性及应用
第二节氮化物半导体材料的外延生长
第三节碳化硅材料的特性及应用
第十章其他半导体材料
第一节半导体金刚石的制备及应用
第二节低维半导体材料及应用
第三节有机半导体材料
（一）教学方法与学时分配
按照教材中的内容，通过板书和ppt进行讲解。
并进行课后辅导与答疑。
以学生掌握主要半导体材料制备为主，辅助半导体物理和器件知识，使学生了解材料的用途，激发学生的学习兴趣。
为将来工作和科研打好基础。
课时分配如下：第一章（2学时）、第二章（4学时）、第三章（8学时）、第四章（8学时）、第五章（6学时）、第六章（6学时）、第七章（6学时）、第八章（6学时）、第九章（4学时）、第十章（4学时）
主要内容：
【重点掌握】：区熔原理、晶体生长基本原理、Si、Ge单晶制备、Si外延制备、Si、Ge材料掺杂与控制。
【掌握】：VPE、MBE、MOCVD等外延方法、晶体中的缺陷、缺陷控制、III-V化合物InP、GaN、SiC等基本性质与制作方法。
【了解】：半导体金刚石的制备、性质、低维半导体、有机半导体材料的性质及引用
【一般了解】：半导体材料分类
【难点】：区熔原理、晶体生长基本原理
（重点掌握、掌握、了解、一般了解四个层次可根据教学内容和对学生的具体要求适当减少，但不得少于两个层次）
制定人：刘贵鹏
审定人：
批准人：
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