4.半导体器件实验教学大纲
《半导体物理实验》课程教学大纲
《半导体物理实验》课程教学大纲一、课程说明（一）课程名称、所属专业、课程性质、学分；课程名称：半导体物理实验所属专业：电子材料与器件工程专业本科生课程性质：专业必修课学分: 4（二）课程简介、目标与任务；本课程是为物理科学与技术学院电子材料与器件工程专业大四本科生所开设的实验课，是一门专业性和实践性都很强的实践教学课程。
开设本课程的目标和任务是使学生熟练掌握半导体材料和器件的制备、基本物理参数以及物理性质的测试原理和表征方法，为半导体材料与器件的开发设计与研制坚定基础。
（三）先修课程要求，与先修课与后续相关课程之间的逻辑关系和内容衔接；由于是实验课，所以需要学生首先掌握《半导体物理》和《半导体器件》的基本知识，再通过本课程培养学生对半导体材料和器件的制备及测试方法的实践能力。
其具体要求包括：1、了解半导体材料与器件的基本研究方法；2、理解半导体材料与器件相关制备与基本测试设备的原理、功能及使用方法，并能够独立操作；3、通过亲自动手操作提高理论与实践相结合的能力，提高理论学习的主动性。
开设本课程的目的是培养学生实事求是、严谨的科学作风，培养学生的实际动手能力，提高实验技能。
（四）教材与主要参考书。
教材：《半导体物理实验讲义》,自编教材参考书：1. 半导体器件物理与工艺(第三版)，施敏，苏州大学出版社，2. [美]A.S.格罗夫编,齐健译.《半导体器件物理与工艺》.科学出版社，1976二、课程内容与安排实验一绪论1、介绍半导体物理实验的主要内容2、学生上课要求，分组情况等实验二四探针法测量电阻率一、实验目的或实验原理1、了解四探针电阻率测试仪的基本原理；2、了解的四探针电阻率测试仪组成、原理和使用方法；3、能对给定的薄膜和块体材料进行电阻率测量，并对实验结果进行分析、处理。
二、实验内容1、测量单晶硅样品的电阻率；2、测量FTO导电层的方块电阻；3、对测量结果进行必要的修正。
三、实验仪器与材料四探针测试仪、P型或N型硅片、FTO导电玻璃。
半导体器件电子学教学大纲
半导体器件电子学教学大纲半导体器件电子学教学大纲随着科技的不断进步和发展，半导体器件在现代电子技术中扮演着至关重要的角色。
半导体器件电子学作为一门专业课程，旨在培养学生对半导体器件的理论知识和实践技能，以应对日益增长的电子行业需求。
本文将探讨半导体器件电子学教学大纲的设计和内容，以及其在学生职业发展中的重要性。
一、引言半导体器件电子学是电子工程领域中的重要学科之一。
它涵盖了半导体器件的基本原理、制造工艺、特性分析以及应用等方面的知识。
通过学习半导体器件电子学，学生可以深入了解半导体器件的工作原理和性能特点，为他们今后从事电子工程相关职业打下坚实的基础。
二、课程目标半导体器件电子学的教学大纲旨在达到以下目标：1. 理解半导体器件的基本原理和工作机制；2. 掌握半导体器件的制造工艺和测试方法；3. 能够分析和评估半导体器件的性能；4. 熟悉半导体器件的应用领域和发展趋势；5. 培养学生的实践能力和创新思维。
三、课程内容1. 半导体物理学基础- 半导体材料的基本性质和能带理论；- PN结的形成和特性分析；- 半导体器件中的载流子运动和复合过程。
2. 半导体器件的制造工艺- 清洗、沉积和腐蚀等基本工艺；- 光刻、离子注入和扩散等关键工艺；- 薄膜和晶圆的制备和加工。
3. 半导体器件的特性分析- 静态和动态特性参数的测量方法；- 温度、电压和频率对器件性能的影响；- 器件的失效机理和可靠性评估。
4. 半导体器件的应用- 功率器件、光电器件和传感器的原理和应用；- 集成电路和微电子器件的设计和制造；- 新兴半导体器件的研究和发展趋势。
四、教学方法为了更好地实现课程目标，教学大纲中应包含多种教学方法的组合，如：1. 理论讲授：通过课堂讲解和演示，向学生传授半导体器件的基本理论知识和原理。
2. 实验实践：设置相关实验项目，让学生亲自操作和测试半导体器件，提升他们的实践能力。
3. 论文阅读和报告：要求学生阅读相关文献，撰写论文和报告，培养他们的科研能力和创新思维。
《半导体器件物理》课程教学大纲
《半导体器件物理》课程教学大纲课程名称：半导体器件物理课程代码：ELST3202英文名称：Semiconductor Device Physics课程性质：专业必修课学分/学时：3.0 / 63开课学期：第*学期适用专业：微电子科学与工程、电子科学与技术、集成电路设计与集成系统先修课程：半导体物理及固体物理基础后续课程：器件模拟与工艺模拟、模拟集成电路课程设计、大规模集成电路制造工艺开课单位：课程负责人：大纲执笔人：大纲审核人：一、课程性质和教学目标课程性质：《半导体器件物理》课程是微电子科学与工程、电子科学与技术以及集成电路设计与集成系统专业的一门专业必修课，也是三个专业的必修主干课程，是器件模拟与工艺模拟、模拟集成电路课程设计等课程的前导课程，本课程旨在使学生掌握典型的半导体器件的工作机制和特性表征方法，为设计和制造集成电路奠定知识基础。
教学目标：本课程的教学目的是使学生掌握半导体材料特性的物理机制以及典型半导体器件的作用原理。
通过本课程的学习，要求学生能基于半导体物理知识，分析BJT、MOSFET、LED以及Solar Cell等半导体器件的工作原理、器件特性以及影响器件特性的关键参数。
本课程的具体教学目标如下：1、掌握牢固的半导体基础知识，理解半导体器件工作的物理机制。
2、掌握影响半导体器件电学特性的关键因素，能够从半导体器件的电学特性曲线提取半导体器件的关键参数。
3、能够根据给定的器件特性要求，设计和优化器件参数和器件结构。
4、能够对半导体器件的特性进行测量，对测量结果进行研究，并得到合理有效的结论。
二、课程目标与毕业要求的对应关系（一）半导体的晶体结构与能带理论（支持教学目标1）课时：1周，共3课时1. 晶体结构与硅工艺1.1 晶体的结构★1.2 硅工艺简介2. 基本能带理论2.1 能带理论2.2 统计分布的特点2.3 本征与掺杂半导体★（二）载流子输运（支持教学目标1）课时：1周，共3课时1. 传统输运机制★1.1 漂移运动1.2 扩散运动2. 产生复合机制与连续性方程2.1 几种产生复合假设2.2 连续性方程及其基本应用（三）PN结二极管课时：1周，共3课时1. 热平衡状态下的PN结（支持教学目标1）1.1 PN结的形成与能带特点★1.2 突变PN结耗尽近似的基本方程与参数分布★2. 直流偏压下的PN结（支持教学目标1）2.1 载流子与能带分析★2.2 电流电压方程★2.3 异质结（四）双极晶体管课时：4周，共12课时1. 晶体管的工作原理（支持教学目标1）1.1 器件结构特点和工作模式（支持教学目标1）2.1 电流增益（支持教学目标2）★3.1非理想效应（支持教学目标3）★2. 电路模型（支持教学目标1）3. 频率响应（支持教学目标2）★4. 特殊结构晶体管（支持教学目标3）◆（五）MOSFET基础（支持教学目标1）课时：2周，共6课时1. MOS的基本结构与能带分析1.1 能带分析（支持教学目标1）★1.2 阈值电压（支持教学目标2）★2. MOSFET的基本原理2.1 MOSFET结构（支持教学目标1）2.2 电流电压特性（支持教学目标2）★2.3 小信号模型（支持教学目标2）◆（六）MOSFET概念深入课时：3周，共9课时1. 亚阈值特性（支持教学目标1）1.1亚阈值电流机制★1.2亚阈值摆幅2. 非理想效应（支持教学目标1）★2.1沟道长度调制效应2.2表面散射效应2.3速度饱和效应2.4弹道输运3. MOSFET按比例缩小理论（支持教学目标3）3.1按比例缩小理论★3.2阈值电压修正◆4. 击穿级热载流子效应（支持教学目标3）4.1击穿及轻掺杂漏★4.2辐射及热载流子效应思考题：1、Bipolar与MOSFET的比较（七）结型场效应晶体管和功率器件课时：2周，共6课时1. 结型场效应晶体管（支持教学目标1）1.1 JFET工作原理及器件特性1.2 MESFET工作原理及器件特性★1.3 MODFET◆2. 功率器件2.1 功率双极晶体管2.2 功率MOSFET2.3 半导体闸流管（八）光电器件课时：4周，共12课时1. 光谱及光吸收（支持教学目标2）1.1光谱1.2光吸收系数2. 太阳能电池（支持教学目标2）2.1pn结太阳能电池★2.2异质结太阳能电池2.3非晶硅太阳能电池3. 光电探测器（支持教学目标2）◆3.1光导体3.2光电二极管3.3光电晶体管4. LED和激光（支持教学目标3）4.1电致发光4.2发光二极管★4.3激光二极管（九）实验（支持教学目标4）★课时：3周，共9课时1）显微镜下观察MOSFET器件并测量MOSFET器件的尺寸2）MOSFET CV特性测量3）MOSFET 转移、输出特性曲线测量四、教学方法授课方式：A、理论课（讲授核心内容、总结、按顺序提示今后内容、答疑、公布习题和课外拓展学习等）；B、课后练习（按照理论内容进行）；C、实验环节（根据理论课教学内容，要求学生学会简单操作、四探针仪以及探针台并完成实验任务）；D、办公室时间（每周安排固定的办公室时间，学生无需预约，可来教师办公室就课程内、外内容进行讨论）；E、答疑（全部理论课程和实验课程完成后安排1～2次集中答疑，答疑时间不包括在课程学时内，答疑内容包括讲授内容、习题、实验等）；F、期中和期末闭卷考试。
《半导体物理学》课程教学大纲
《半导体物理学》课程教案大纲一、课程说明（一）课程名称：《半导体物理学》所属专业：物理学（电子材料和器件工程方向）课程性质：专业课学分：学分（二）课程简介、目标与任务：《半导体物理学》是物理学专业（电子材料和器件工程方向）本科生的一门必修课程。
通过学习本课程，使学生掌握半导体物理学中的基本概念、基本理论和基本规律，培养学生分析和应用半导体各种物理效应解决实际问题的能力，同时为后继课程的学习奠定基础。
本课程的任务是从微观上解释发生在半导体中的宏观物理现象，研究并揭示微观机理；重点学习半导体中的电子状态及载流子的统计分布规律，学习半导体中载流子的输运理论及相关规律；学习载流子在输运过程中所发生的宏观物理现象；学习半导体的基本结构及其表面、界面问题。
（三）先修课程要求，与先修课与后续相关课程之间的逻辑关系和内容衔接：本课程的先修课程包括热力学与统计物理学、量子力学和固体物理学，学生应掌握这些先修课程中必要的知识。
通过本课程的学习为后继《半导体器件》、《晶体管原理》等课程的学习奠定基础。
（四）教材与主要参考书：［］刘恩科，朱秉升，罗晋生. 半导体物理学（第版）［］. 北京：电子工业出版社. .［］黄昆,谢希德. 半导体物理学［］. 北京：科学出版社. .［］叶良修.半导体物理学（第版）［］. 上册. 北京：高等教育出版社. .［］. . , ( .), , , .二、课程内容与安排第一章半导体中的电子状态第一节半导体的晶格结构和结合性质第二节半导体中的电子状态和能带第三节半导体中电子的运动有效质量第四节本征半导体的导电机构空穴第五节回旋共振第六节硅和锗的能带结构第七节族化合物半导体的能带结构第八节族化合物半导体的能带结构第九节合金的能带第十节宽禁带半导体材料（一）教案方法与学时分配课堂讲授，大约学时。
限于学时，第节可不讲授，学生可自学。
（二）内容及基本要求本章将先修课程《固体物理学》中所学的晶体结构、单电子近似和能带的知识应用到半导体中，要求深入理解并重点掌握半导体中的电子状态（导带、价带、禁带及其宽度）；掌握有效质量、空穴的概念以及硅和砷化镓的能带结构；了解回旋共振实验的目的、意义和原理。
《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。
半导体器件物理课程大纲_施敏
《半导体器件物理》教学大纲课程名称: 半导体器件物理学分: 4 总学时:64 实验学时:（单独设课）其它实践环节：半导体技术课程设计适用专业:集成电路设计与集成系统一、本课程的性质和任务本课程是高等学校本科集成电路设计与集成系统、微电子技术专业必修的一门专业主干课，是研究集成电路设计和微电子技术的基础课程。
本课程是本专业必修课和学位课。
本课程的任务是：通过本课程的学习，掌握半导体物理基础、半导体器件基本原理和基本设计技能，为学习后续的集成电路原理、CMOS模拟集成电路设计等课程以及为从事与本专业有关的集成电路设计、制造等工作打下一定的基础。
二、本课程的教学内容和基本要求一、半导体器件简介1．掌握半导体的四种基础结构；2．了解主要的半导体器件；3．了解微电子学历史、现状和发展趋势。
二、热平衡时的能带和载流子浓度1．了解主要半导体材料，掌握硅、锗、砷化镓晶体结构；2．了解基本晶体生长技术；3．掌握半导体、绝缘体、金属的能带理论；4．掌握本征载流子、施主、受主的概念。
三、载流子输运现象１．了解半导体中两个散射机制；掌握迁移率与浓度、温度的关系；２．了解霍耳效应；３．掌握电流密度方程式、爱因斯坦关系式；４．掌握非平衡状态概念；了解直接复合、间接复合过程；５．掌握连续性方程式；６．了解热电子发射过程、隧穿过程和强电场效应。
四、p-n结１．了解基本工艺步骤：了解氧化、图形曝光、扩散和离子注入和金属化等概念；２．掌握热平衡态、空间电荷区的概念；掌握突变结和线性缓变结的耗尽区的电场和电势分布、势垒电容计算；３．了解理想p-n结的电流-电压方程的推导过程；４．掌握电荷储存与暂态响应、扩散电容的概念；５．掌握p-n结的三种击穿机制。
６．了解异质结的能带图。
五、双极型晶体管及相关器件１．晶体管的工作原理：掌握四种工作模式、电流增益、发射效率、基区输运系数；２．双极型晶体管的静态特性：掌握各区域的载流子分布；了解放大模式下的理想晶体管的电流-电压方程；掌握基区宽度调制效应；3．双极型晶体管的频率响应与开关特性：掌握跨导、截止频率、特征频率、最高振荡频率的概念；4．了解异质结双极型晶体管HBT的结构及电流增益；5．了解可控硅器件基本特性及相关器件。
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。
半导体物理试验
《半导体物理实验》教学大纲课程编号：MI4221016课程名称：半导体物理实验英文名称：Experiments ofSemiconductor Physics学时：8 学分：0.5课程类别：限选课程性质：专业课适用专业：集成电路与系统集成先修课程：半导体物理和半导体器件电子学开课学期：4 开课院系：微电子学院一、课程的教学目标与任务目标：培养学生独立完成半导体材料特性测试、分析的实践动手能力，巩固和强化半导体物理知识，提升学生在微电子技术领域的竞争力，培养学生灵活运用理论知识解决实际问题的能力，锻炼学生分析、探讨和总结实验结果的能力。
任务：在理论课程的学习基础上，通过大量实验，熟练掌握现代微电子技术中半导体材料特性相关的实验手段和测试技术。
课程以教师讲解，学生实际动手操作以及师生讨论的形式实施。
二、本课程与其它课程的联系和分工本实验要求学生掌握半导体物理效应的测试技术和分析手段，共设置9个实验，要求学生选择完成其中4个实验。
（一）高频光电导衰退法测量非平衡少子寿命（2学时）具体内容：利用高频光电导衰退法分别测量具有高、中、低电阻率的半导体单晶硅样品的少子寿命，并对测试结果进行分析和探讨。
1.基本要求（1）掌握高频光电导衰退法测量少子寿命的测试原理和方法；（2）掌握半导体材料中少子、少子寿命和电阻率等相关概念。
2.重点、难点重点：高频光电导衰退法测试实验样品的少子寿命；难点：概念理解和测试结果分析和探讨。
3.说明：学习和掌握非平衡少子寿命的测试原理和测试方法。
（二）恒定表面光电压法测量硅中少子的扩散长度（2学时）具体内容：利用恒定表面光电压法测试硅样品中少子的扩散长度。
1.基本要求（1）了解恒定表面光电压法测试硅材料中少子扩散长度的测试原理；（2）掌握半导体中少子扩散长度的测试方法。
2.重点、难点重点：对实验样品进行少子扩散长度的测试；难点：实验仪器的使用和少子扩散长度的准确测量。
3.说明：掌握半导体中少子扩散长度的测试方法。
《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。
《半导体材料与器件》课程教学大纲(本科)
《半导体材料与器件》课程教学大纲课程编号：课程名称：半导体材料与器件英文名称： Semiconductor materials and devices课程类型：专业课课程要求：选修学时/学分：32/2 （讲课学时：32 ）适用专业：功能材料一、课程性质与任务半导体材料与器件是现代自动化、微电子学、计算机、通讯等设备仪器研制生产的基础材料及核心部件，具有专门的生产设备、工艺和方法，在现代各方面得到大量的研究和应用，半导体材料与器件是功能材料工程专业一门主要的专业方向课。
通过本课程的学习使学生掌握半导体材料与器件的基础理论、主要的生产技术、工艺原理和方法。
为今后从事相关工作奠定良好的基础。
二、课程与其他课程的联系本课程涉及功能材料的晶体结构和物理性能，应在《材料科学基础》《功能材料物理基础》和《材料物理化学》课程之后进行授课。
三、课程教学目标1.掌握半导体材料物理的基本理论，硅、信和化合物半导体材料结构和性能。
（支撑毕业能力要求1, 4, 5）2.了解和掌握常见半导体材料的结构与性能的关系，能够正确选择和使用半导体材料，能够提高和改善常见半导体材料的相关性能。
（支撑毕业能力要求1, 3, 4, 5, 7）3.掌握利用各种电子材料制备双极性晶体管、MOS场效应晶体管、结型场效应晶体管及金属-半导体场效应晶体管、功率MOS场效应晶体管、绝缘栅双极晶体管IGBT、LED和厚、薄膜集成电路的技术及生产工艺，能够对设计和实验结果进行综合分析。
（支撑毕业能力要求3, 4, 5, 12）4.能够使学生充分利用所学的半导体材料知识，在半导体和微电子材料领域研究、开发、生产高质量器件，为信息行业发展提供基础硬件支持，为国民经济服务。
（支撑毕业能力要求3, 4, 5, 7）四、教学内容、基本要求与学时分配五、其他教学环节（课外教学环节、要求、目标）无六、教学方法本课程以课堂理论教学为主，通过理论讲授、提问、讨论、演示等教学方法和手段让学生理解授课的基本内容，结合完成作业等教学手段和形式完成课程教学任务。
《半导体物理与器件》教学大纲
《半导体物理与器件》教学大纲课程类别：专业方向课程性质：必修英文名称：Semiconductor Physics and Devices总学时：48 讲授学时：48学分： 3先修课程：量子力学、统计物理学、固体物理学等适用专业：应用物理学(光电子技术方向)开课单位：物理科学与技术学院一、课程简介本课程是应用物理学专业(光电子技术方向)的一门重要专业方向课程。
通过本课程的学习，使学生能够结合各种半导体的物理效应掌握常用和特殊半导体器件的工作原理，从物理角度深入了解各种半导体器件的基本规律。
获得在本课程领域内分析和处理一些最基本问题的初步能力，为开展课题设计和独立解决实际工作中的有关问题奠定一定的基础。
二、教学内容及基本要求第一章：固体晶格结构（4学时）教学内容：1.1半导体材料1.2固体类型1.3空间晶格1.4原子价键1.5固体中的缺陷与杂质1.6半导体材料的生长教学要求：1、了解半导体材料的特性, 掌握固体的基本结构类型；2、掌握描述空间晶格的物理参量, 了解原子价键类型；3、了解固体中缺陷与杂质的类型；4、了解半导体材料的生长过程。
授课方式：讲授第二章：量子力学初步（4学时）教学内容：2.1量子力学的基本原理2.2薛定谔波动方程2.3薛定谔波动方程的应用2.4原子波动理论的延伸教学要求：1、掌握量子力学的基本原理，掌握波动方程及波函数的意义；2、掌握薛定谔波动方程在自由电子、无限深势阱、阶跃势函数、矩形势垒中应用；3、了解波动理论处理单电子原子模型。
授课方式：讲授第三章：固体量子理论初步（4学时）教学内容：3.1允带与禁带格3.2固体中电的传导3.3三维扩展3.4状态密度函数3.5统计力学教学要求：1、掌握能带结构的基本特点，掌握固体中电的传导过程；2、掌握能带结构的三维扩展，掌握电子的态密度分布；3、掌握费密-狄拉克分布和玻耳兹曼分布。
授课方式：讲授第四章：平衡半导体（6学时）教学内容：4.1半导体中的载流子4.2掺杂原子与能级4.3非本征半导体4.4施主与受主的统计学分布4.5电中性状态4.6费密能级的位置教学要求：1、掌握本征载流字电子和空穴的平衡分布；2、掌握掺杂原子的作用，掌握非本征载流字电子和空穴的平衡分布；3、掌握完全电离和束缚态，掌握补偿半导体平衡电子和空穴浓度；4、掌握费密能级随掺杂浓度和温度的变化。
半导体器件课程设计
半导体器件课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握半导体器件的基本概念，包括PN结、二极管、晶体管的结构与工作原理。
2. 使学生了解半导体器件的主要参数及其对电路性能的影响。
3. 引导学生掌握半导体器件的符号、封装和应用领域。
技能目标：1. 培养学生运用半导体器件设计简单电子电路的能力。
2. 培养学生通过查阅资料、分析数据，解决实际问题的能力。
3. 提高学生的实验操作技能，包括半导体器件的检测、焊接等。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对半导体器件及电子技术的兴趣，激发学生主动学习的热情。
2. 培养学生的团队协作意识，使学生学会与他人共同解决问题。
3. 引导学生关注半导体技术的发展趋势，认识到其在国家经济发展中的重要性。
分析课程性质、学生特点和教学要求：本课程为电子技术课程的一部分，以理论知识与实践操作相结合的方式进行。
学生为高中年级，具有一定的物理基础和电子技术知识。
在教学过程中，需注重理论与实践相结合，激发学生的学习兴趣，培养其创新意识和动手能力。
将目标分解为具体的学习成果：1. 学生能正确描述半导体器件的基本概念、结构和工作原理。
2. 学生能列出半导体器件的主要参数，并解释其对电路性能的影响。
3. 学生能设计简单的电子电路，并运用半导体器件进行搭建。
4. 学生能通过查阅资料、分析数据，解决实际问题。
5. 学生能在实验中熟练操作半导体器件，进行检测、焊接等。
6. 学生能表达对半导体器件及电子技术的兴趣，积极参与课堂讨论。
7. 学生能在团队中发挥积极作用，与他人共同解决问题。
8. 学生能关注半导体技术的发展趋势，认识到其在国家经济发展中的重要性。
二、教学内容根据课程目标，本章节教学内容主要包括以下几部分：1. 半导体器件基本概念- PN结的形成与特性- 二极管的结构、类型及工作原理- 晶体管的结构、类型及工作原理2. 半导体器件主要参数- 电压、电流、功耗等参数- 特性曲线分析- 参数对电路性能的影响3. 半导体器件的应用- 二极管、晶体管的应用电路- 封装形式及选型方法- 半导体器件在电子电路中的应用实例4. 实践操作与实验- 二极管、晶体管的检测与焊接- 简单电子电路的设计与搭建- 实验现象观察与分析教学大纲安排如下：第1课时：半导体器件基本概念（1）- PN结的形成与特性- 二极管的结构、类型及工作原理第2课时：半导体器件基本概念（2）- 晶体管的结构、类型及工作原理第3课时：半导体器件主要参数- 电压、电流、功耗等参数- 特性曲线分析第4课时：半导体器件的应用- 二极管、晶体管的应用电路- 封装形式及选型方法第5课时：实践操作与实验（1）- 二极管、晶体管的检测与焊接第6课时：实践操作与实验（2）- 简单电子电路的设计与搭建- 实验现象观察与分析教学内容与教材关联性：本章节内容与教材中半导体器件相关章节紧密相关，涵盖了基本概念、参数、应用和实验等方面，确保了教学内容的科学性和系统性。
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二、推荐实验教材和教学参考书
实验教材：
《半导体器件实验指导书》，梁光胜李守荣，校内印刷，2006年6月，第一版
参考书：
《Semiconductor Physics and Devices》，Donald A. Neamen编著，McGraw-Hill出版社，2003年版。
三、其他需说明的
无
大纲制定者：梁光胜
大纲校对者：郝建红
大纲审核者：郝建红
教研室主任：孙建平
制定日期：2009年5月12日
2
1．学习二极管的特性测试方法，深入理解模型参数和温度对二极管伏安特性的影响，熟悉二极管的开关作用。2．熟练掌握电子电路仿真分析和设计软件的使用方法。
设计性
2
双极型晶体管特性测试和应用
2
1．学习晶体三极管输入特性和输出特性曲线的测试方法，深入理解模型参数对三极管伏安特性的影响。2．掌握晶体三极管放大电路的工作原理及其指标的测试方法。
设计性
3
场效应管特性测试和应用
2
1．学习场效应管的转移特性和输出特性曲线的测试方法，深入理解模型参数对场效应管特性曲线的影响。2．掌握场效应管放大电路的工作原理及其指标的测试方法。
设计性
4
晶闸管特性测试和应用
2
1．学习和掌握晶闸管的工作特性及其测试方法。2．掌握晶闸管的应用方法。3．学习元器件模型库的建立方法。
半导体器件实验教学大纲
课程编号：00500060
课程名称：半导体器件
英文名称：Semiconductor Devices
课程类型：必修课
总学时/实验学时：48/8
适用专业：电子科学与技术
先修课程：模拟电子技术基础、半导体物理
一、实验内容及学时分配
序号
实验项目名称
学时
主要实验目的及实验内容
实验性质
1
二极管特性测试和应用