《半导体器件塬理》专业课程考试大纲
832微电子器件考试大纲详细
考试科目832微电子器件考试形式笔试(闭卷)考试时间180分钟考试总分150分一、总体要求主要考察学生掌握“微电子器件”的基本知识、基本理论的情况,以及用这些基本知识和基本理论分析问题和解决问题的能力。
二、内容1.半导体器件基本方程1)半导体器件基本方程的物理意义2)一维形式的半导体器件基本方程3)基本方程的主要简化形式2.PN结1)突变结与线性缓变结的定义2)PN结空间电荷区的形成4)耗尽区宽度、内建电场与内建电势的计算5)正向及反向电压下PN结中的载流子运动情况6)PN结的能带图7)PN结的少子分布图8) PN结的直流伏安特性9)PN结反向饱和电流的计算及影响因素10)薄基区二极管的特点11)大注入效应12)PN结雪崩击穿的机理、雪崩击穿电压的计算及影响因素、齐纳击穿的机理及特点、热击穿的机理13)PN结势垒电容与扩散电容的定义、计算与特点14)PN结的交流小信号参数与等效电路15)PN结的开关特性与少子存储效应2)基区输运系数与发射结注入效率的定义及计算3)共基极与共发射极直流电流放大系数的定义及计算4)基区渡越时间的概念及计算5)缓变基区晶体管的特点6)小电流时电流放大系数的下降7)发射区重掺杂效应8)晶体管的直流电流电压方程、晶体管的直流输出特性曲线图9)基区宽度调变效应10)晶体管各种反向电流的定义与测量11)晶体管各种击穿电压的定义与测量、基区穿通效应12)方块电阻的概念及计算13)晶体管的小信号参数14)晶体管的电流放大系数与频率的关系、组成晶体管信号延迟时间的四个主要时间常数、高频晶体管特征频率的定义、计算与测量、影响特征频率的主要因素15)高频晶体管最大功率增益与最高振荡频率的定义与计算,影响功率增益的主要因素4.绝缘栅场效应晶体管(MOSFET)1)MOSFET的类型与基本结构2)MOSFET的工作原理3)MOSFET阈电压的定义、计算与测量、影响阈电压的各种因素、阈电压的衬底偏置效应4)MOSFET在非饱和区的简化的直流电流电压方程5)MOSFET的饱和漏源电压与饱和漏极电流的定义与计算6)MOSFET的直流输出特性曲线图7)MOSFET的有效沟道长度调制效应8)MOSFET的直流参数及其温度特性9)MOSFET的各种击穿电压10)MOSFET的小信号参数11)MOSFET跨导的定义与计算、影响跨导的各种因素12)MOSFET的高频等效电路及其频率特性13)MOSFET的主要寄生参数14)MOSFET的最高工作频率的定义与计算、影响最高工作频率的主要因素15)MOSFET的短沟道效应以及克服短沟道效应的措施。
《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)
复旦大学2019年全国硕士研究生招生考试882半导体器件原理考试大纲
3.3MOSFET 的直流特性 3.3.1MOSFET 非平衡时的能带图 3.3.2IDS~VDS 的关系 3.3.2.1 缓变沟道近似(GCA) 3.3.2.2 可调电阻区(线性区) 3.3.2.3 饱和区 3.3.3MOSFET 的亚阈值特性 3.3.3.1 亚阈值现象 3.3.3.2 亚阈值区的扩散电流 3.3.3.3 亚阈摆幅 3.3.4 MOSFET 直流参数 3.3.4.1 输出特性和转移特性 3.3.4.2 直流参数 3.3.4.3 低频小信号参数 3.3.5 MOSFET 的二级效应 3.3.5.1 非常数表面迁移率效应 3.3.5.1.1 栅电场影响(Ex) 3.3.5.1.2 漏电场 Ey 影响(载流子速度饱和效应) 3.3.5.1.3 对 gm 的影响 3.3.5.2 体电荷变化效应 3.3.5.3 非零漏电导 3.3.5.3.1 沟道长度调制效应 3.3.5.3.2 漏电场静电反馈效应 3.3.5.4 源漏串联电阻对 gD 和 gm 的影响 3.3.5.5GIDL 3.3.6 击穿特性 3.3.6.1 源漏击穿 3.3.6.1.1 漏-衬底 pn 结雪崩击穿(BVDS) 3.3.6.1.2 沟道雪崩击穿 3.3.6.1.3 漏源势垒穿通 3.3.6.2 栅击穿 3.4MOSFET 的频率特性 3.4.1 交流小信号等效电路 3.4.1.1MOSFET 的电容 3.4.1.2 计算分布电容 CGS 和 CGD 3.4.1.3 等效电路 3.4.2 高频特性 3.4.2.1 跨导截止频率 3.4.2.2 截止频率(最高振荡频率)fT 3.4.2.3 沟道渡越时间 3.4.2.4 提高 fT 的途径 3.5MOSFET 的开关特性 3.5.1 电阻型负载 MOS 倒相器 3.5.1.1MOS 倒相器的开关作用
半导体专业课程
半导体专业课程简介半导体专业课程是电子信息类专业中的一门重要课程,旨在培养学生对半导体理论、器件、工艺和应用的全面理解和深入研究。
在现代电子科技的飞速发展中,半导体技术被广泛应用于电子器件、光电子器件、集成电路等领域,因此对半导体专业的需求越来越大。
该课程从基础理论出发,通过讲解半导体的原理、材料、器件制造工艺等方面的知识,使学生能够掌握半导体材料、半导体器件的工作原理和性能以及半导体工艺的基本流程,为学生今后从事半导体相关的研究和应用工作打下扎实的基础。
课程内容1. 半导体材料•介绍半导体的基本概念和分类,包括晶体结构、能带论、禁带宽度等;•介绍常见的半导体材料,如硅、锗、砷化镓等,详细讲解它们的性质、结构以及在半导体器件中的应用。
2. pn结和二极管•介绍pn结的形成、性质和电学特性,包括载流子注入、扩散、漂移等过程;•讲解二极管的工作原理、伏安特性以及不同类型的二极管(正向导通二极管、反向封装二极管)。
3. 功能器件•介绍场效应管(MOSFET)和双极晶体管(BJT)的结构、工作原理和特性;•讲解功能器件的放大原理、工作方式和应用领域,以及如何选择合适的功能器件。
4. 光电子器件•介绍光电二极管、激光器、光电晶体管等光电子器件的原理和性能参数;•讲解光电子器件的制作工艺和常见故障分析方法。
5. 大规模集成电路•介绍集成电路的概念和分类,包括数字集成电路、模拟集成电路、混合集成电路等;•讲解集成电路的设计方法、制造工艺流程,以及常见的集成电路故障诊断和测试方法。
6. 封装与封装工艺•介绍封装的概念和分类,包括晶体管封装、集成电路封装等;•讲解封装工艺的基本要求和流程,以及封装对器件性能的影响。
7. 先进半导体工艺•介绍半导体器件制造的基本流程,包括光刻、薄膜沉积、离子注入等;•讲解先进工艺技术,如纳米半导体工艺、封装工艺的发展趋势和挑战。
教学方法•课堂教学:教师通过讲解理论知识、案例分析、示范实验等方式进行知识传授;•实验教学:组织学生进行半导体器件的制作、测试和分析,培养学生的实践能力;•学科竞赛:组织学生参加各类半导体设计和制作竞赛,提高学生的综合素质。
西电微电子专业课(半导体物理、器件物理与集成电路)参考提纲
“半导体物理、器件物理与集成电路”(801)复习提纲一、总体要求“半导体物理、器件物理与集成电路”(801)由半导体物理、半导体器件物理和数字集成电路三部分组成,半导体物理占60%(90分)、器件物理占20%(30分)、集成电路各占20%(30分)。
“半导体物理”要求学生熟练掌握半导体的相关基础理论,了解半导体性质以及受外界因素的影响及其变化规律。
重点掌握半导体中的电子状态和带、半导体中的杂质和缺陷能级、半导体中载流子的统计分布、半导体的导电性、半导体中的非平衡载流子等相关知识、基本概念及相关理论,掌握半导体中载流子浓度计算、电阻(导)率计算以及运用连续性方程解决载流子浓度随时间或位置的变化及其分布规律等。
“器件物理”要求学生掌握MOSFET器件物理的基本理论和基本的分析方法,使学生具备基本的器件分析、求解、应用能力。
要求掌握MOS基本结构和电容电压特性;MESFET器件的基本工作原理;MOSFET器件的频率特性;MOSFET器件中的非理想效应;MOSFET器件按比例缩小理论;阈值电压的影响因素;MOSFET的击穿特性;掌握器件特性的基本分析方法。
“数字集成电路”要求考生应深入理解数字集成电路的相关基础理论,掌握数字集成电路电路、系统及其设计方法。
重点掌握数字集成电路设计的质量评价、相关参量;能够设计并定量分析数字集成电路的核心——反相器的完整性、性能和能量指标;掌握CMOS组合逻辑门的设计、优化和评价指标;掌握基本时序逻辑电路的设计、优化、不同形式时序器件各自的特点,时钟的设计策略和影响因素;定性了解MOS器件;掌握并能够量化芯片内部互连线参数。
“半导体物理、器件物理与集成电路”(801)研究生入学考试是所学知识的总结性考试,考试水平应达到或超过本科专业相应的课程要求水平。
二、各部分复习要点●“半导体物理”部分各章复习要点(一)半导体中的电子状态1.复习内容半导体晶体结构与化学键性质,半导体中电子状态与能带,电子的运动与有效质量,空穴,回旋共振,元素半导体和典型化合物半导体的能带结构。
《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。
《半导体器件及集成电路》考试大纲一、
中国科学院微电子研究所博士研究生入学考试《半导体器件及集成电路》考试大纲一、考试科目基本要求及适用范围本考试大纲适用于中国科学院微电子研究所“微电子学与固体电子学”和“电子与信息”领域的博士研究生入学考试。
半导体器件与集成电路是微电子学与固体电子学、电子工程、半导体器件与物理、集成电路工程等许多学科的基础理论课程。
要求考生熟悉半导体器件的基本原理,掌握集成电路的基本工艺流程和集成方法,并实现灵活应用。
二、考试形式和试卷结构考试采取闭卷笔试形式,考试时间180分钟,总分100分。
试卷结构为:基础必答题占60%,如:概念题、简答题,计算推理题等;综合分析题占40%,设置为灵活题型,报考学生可自主选做。
三、考试内容和要求(一)半导体器件基本概念与基本构件1、p-n结1)熟悉p-n结,耗尽区,载流子漂移、扩散,异质结等基本概念;2)掌握p-n结电流电压特性;3)掌握p-n结击穿类型,了解不同击穿机制的机理差异。
2、金属半导体接触1)熟悉金属-半导体接触的概念与类型,掌握界面态、接触电势差、功函数等基本物理概念;2)理解镜像力、费米能级钉扎效应;3)理解金半接触电流输运过程(热电子发射,隧穿,复合,电子的扩散,空穴的扩散);4)掌握欧姆接触定义及形成策略。
3、MIS结构1)熟悉MIS结构的高频/低频C-V曲线特性,理解积累、耗尽、平带、反型状态的含义;2)熟悉硅MOS电容的介质陷阱类型,掌握MOS电容界面陷阱和氧化物电荷陷阱的类型和特点。
(二)半导体器件原理与应用1、双极型器件1)掌握双极型器件的基本结构;2)理解双极型器件工作原理与应用,掌握静态I-V特性;2、MOSFET及相关器件1)掌握MOSFET定义、结构、工作原理;2)掌握迁移率、阈值电压、等比例缩小、DIBL、热载流子效应等基本概念;3)掌握MOSFET器件的电流-电压特性,掌握计算方法;4)理解MOSFET器件特性随温度、衬底偏置等因素的变化规律,掌握MOS器件的各种寄生特性;5)理解现代MOS器件的缩减原理与方式,深入理解短沟道效应,掌握短沟道器件与长沟道器件的特性差异;6)了解SRAM、DRAM、Flash等存储器件的基本结构、工作原理;7)了解现代纳米级MOS器件的特点与发展方向,包括结构变化、技术进化、器件原理等;了解新结构MOS器件的引入原理与结构特点,分析SOI与多栅器件的缩减优势,立体多栅器件的设计原则与方法,体硅FinFET、ET-SOI器件特点3、半导体功率器件1)理解双极型功率晶体管的工作原理与静态特性,了解高频小信号、大信号特性;2)了解功率BJT器件结构,输出特性与安全工作区,开关特性及功率损耗;3)了解晶闸管,IGBT器件结构和制造工艺,了解中子嬗变掺杂,表面钝化,结终端保护,超结晶体管的概念;4)了解宽禁带半导体器件的特点,了解其材料优值与制造技术,了解第三代半导体SiC、GaN电力电子器件的最新发展与应用现状4、化合物半导体器件1)熟悉化合物半导体晶格与能带结构,量子效应异质结构,迁移率与载流子散射,理解调制掺杂,异质PN结特性;2)理解HEMT和HBT器件的结构、工作原理和优势,了解器件特性、模型,高频与噪声特性;5、光学器件1)理解半导体发光二极管原理,了解外延生长及能带工程,了解半导体激光器原理及种类;2)熟悉光电探测器的种类、原理及应用;3)熟悉太阳能电池原理及未来发展;了解太阳能电池的设计与实现;(三)集成电路工艺1、熟悉各基本工艺环节,如氧化与扩散工艺、离子注入工艺、光刻工艺、刻蚀工艺、薄膜生长工艺、后道互连工艺的概念、用途,不同实现方式(技术门类),发展现状以及发展趋势;2、CMOS工艺集成技术1)熟悉MOS集成关键工艺模块,包括器件隔离、栅工程、沟道工程、自对准硅化物、欧姆接触等关键技术模块的基本方式与原理;2)掌握MOS集成工艺,包括 NMOS、CMOS集成电路工艺的基本流程,发展历程,关键技术变化等,理解热载流子、闩锁效应及工艺改进方法,了解电容、电阻、电感器件的集成方法;3)熟悉先进CMOS技术,如现代CMOS工艺中沟道应变、高K金属栅等新型关键工艺技术;3、理解微电子封装的基本功能、定义,了解封装技术的最新发展。
半导体集成电路课程教学大纲
《半导体集成电路》课程教学大纲(包括《集成电路制造基础》和《集成电路原理及设计》两门课程)集成电路制造基础课程教学大纲课程名称:集成电路制造基础英文名称:The Foundation of Intergrate Circuit Fabrication课程类别:专业必修课总学时:32 学分:2适应对象:电子科学与技术本科学生一、课程性质、目的与任务:本课程为高等学校电子科学与技术专业本科生必修的一门工程技术专业课。
半导体科学是一门近几十年迅猛发展起来的重要新兴学科,是计算机、雷达、通讯、电子技术、自动化技术等信息科学的基础,而半导体工艺主要讨论集成电路的制造、加工技术以及制造中涉及的原材料的制备,是现今超大规模集成电路得以实现的技术基础,与现代信息科学有着密切的联系。
本课程的目的和任务:通过半导体工艺的学习,使学生掌握半导体集成电路制造技术的基本理论、基本知识、基本方法和技能,对半导体器件和半导体集成电路制造工艺及原理有一个较为完整和系统的概念,了解集成电路制造相关领域的新技术、新设备、新工艺,使学生具有一定工艺分析和设计以及解决工艺问题和提高产品质量的能力。
并为后续相关课程奠定必要的理论基础,为学生今后从事半导体集成电路的生产、制造和设计打下坚实基础。
二、教学基本要求:1、掌握硅的晶体结构特点,了解缺陷和非掺杂杂质的概念及对衬底材料的影响;了解晶体生长技术(直拉法、区熔法),在芯片加工环节中,对环境、水、气体、试剂等方面的要求;掌握硅圆片制备及规格,晶体缺陷,晶体定向、晶体研磨、抛光的概念、原理和方法及控制技术。
2、掌握SiO2结构及性质,硅的热氧化,影响氧化速率的因素,氧化缺陷,掩蔽扩散所需最小SiO2层厚度的估算;了解SiO2薄膜厚度的测量方法。
3、掌握杂质扩散机理,扩散系数和扩散方程,扩散杂质分布;了解常用扩散工艺及系统设备。
4、掌握离子注入原理、特点及应用;了解离子注入系统组成,浓度分布,注入损伤和退火。
半导体器件原理 绪论
晶体结构----单晶半导体材料
晶体中原子的周期性排列称为晶格,整个晶格可以用
单胞来描述,重复单胞能够形成整个晶格。 三种立方晶体单胞
金属原子分布在立方体 的八个角上,且每个原 子都有六个等距的邻近 原子。
八个原子处于立方体的 角上,一个原子处于立 方体的中心。每一个原 子有八个最邻近原子。
硅、锗都是由单一原子所 组成的元素半导体,均为 周期表第IV族元素。 20世纪50年代初 期,锗曾是最主要的 半导体材料; 60年代初期以后, 硅已取代锗成为半导 体制造的主要材料。
周期 2 3 Mg
镁
II
III B
硼
IV C
炭
V N
氮
VI
Al
铝
Si
硅
P
磷
S
硫
4 5 6
Zn
锌
Ga
镓
Ge
锗
As
砷
Se
导带或者被部分 填充,或者与价 带重叠。很容易 产生电流。
金属:不含禁带,半导体:含禁带,绝缘体:禁带较宽
§1.4 半导体中的载流子
载流子:能够自由移动的电子和空穴;
电子:带负电的导电载流子,是价电子脱离原子束
缚后形成的自由电子,对应于导带中占据的电子。 空穴:带正电的导电载流子,是价电子脱离原子束 缚后形成的电子空位,对应于价带中的电子空位。
§1.1 半导体材料
§1.2 晶体结构
§1.3 能带 §1.4 半导体中的载流子 §1.5 半导体掺杂 §1.6 半导体中的载流子及其输运
§1.7 半导体中的光电特性
半导体物理基础
§1.1 半导体材料
1、什么是半导体? Semiconductor 固体材料从导电特性上分成: 超导体、导体、半导体、绝缘体
复试半导体物理考试大纲
山东建造大学硕士研究生入学考试《半导体物理》考试大纲本大纲适用于山东建造大学凝结态物理的硕士研究生入学考试。
半导体物理学是现代微电子学与固体电子学的重要基础理论课程,它的主要内容包括半导体的晶格结构和电子状态;杂质和缺陷能级;载流子的统计分布;载流子的散射及电导问题;非平衡载流子的产生、复合及其运动逻辑;半导体的表面和界面─包括p-n结、金属半导体接触、半导体表面及MIS结构、异质结;半导体的光、热、磁、压阻等物理现象和非晶半导体部分。
要求考生对其基本概念有较深入的了解,能够系统地控制书中基本定律的推导、证实和应用,并具有综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力。
(一)半导体的晶格结构和电子状态1.了解半导体的晶格结构和结合性质的基本概念。
2.理解半导体中的电子状态和能带的基本概念。
3.控制半导体中的电子运动逻辑,理解有效质量的意义。
4.理解本征半导体的导电机构,理解空穴的概念。
5.熟练控制空间等能面和盘旋共振的相关公式推导、并能灵便运用。
6.理解硅和锗的能带结构,控制有效质量的计算主意。
7.了解III-V族化合物半导体的能带结构。
8.了解II-VI族化合物半导体的能带结构。
(二)半导体中杂质和缺陷能级1.理解替位式杂质、间隙式杂质、施主杂质、施主能级、受主杂质、受主能级的概念。
2.容易计算浅能级杂质电离能。
3.了解杂质的补偿作用、深能级杂质的概念。
4.了解III-V族化合物中杂质能级的概念。
5.理解点缺陷、位错的概念。
(三)半导体中载流子的统计分布1.深入理解并熟练控制状态密度的概念和表示主意。
第 1 页/共 4 页2.深入理解并熟练控制费米能级和载流子的统计分布。
3.深入理解并熟练控制本征半导体的载流子浓度的概念和表示主意。
4.深入理解并熟练控制杂质半导体的载流子浓度的概念和表示主意。
5.理解并控制普通情况下的载流子统计分布。
6.深入理解并熟练控制简并半导体的概念,简并半导体的载流子浓度的表示主意,简并化条件。
《半导体物理学》课程教学大纲
《半导体物理学》课程教学大纲一、 课程说明(-)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:4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讣分布规律,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:[叮刘恩科,朱秉升,罗晋生.半导体物理学(第7版)[M].北京:电子工业 出版社.2011.[2] 黄昆,谢希德.半导体物理学[M].北京:科学出版社.2012.[3] 叶良修.半导体物理学(第2版)[H].上册.北京:高等教育出版社.2007.[4] S. M. Sze, Physics of Semiconductor Devices (2nd ed.), Wiley, New York, 2006.二、 课程内容与安排第一章 半导体中的电子状态半导体的晶格结构和结合性质 半导体中的电子状态和能带 半导体中电子的运动有效质量 本征半导体的导电机构空穴 1 / 8节节节节一二三四 第第第第回旋共振 硅和错的能带结构 III-V 族化合物半导体的能带结构 II-VI 族化合物半导体的能带结构 Si“Ge 文合金的能带宽禁带半导体材料(一)教学方法与学时分配课堂讲授,大约8-10学时。
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复旦大学2005年入学研究生
《半导体器件原理》专业课程考试大纲
《半导体器件原理》包括半导体器件的物理基础,双极型和MOS场效应晶体管的工作原理、特性和模型,以及影响器件特性的主要因素和一些常见非理想效应。
参考书:黄均鼐等,双极型与MOS半导体器件原理,复旦大学出版社
曾树荣,半导体器件物理基础(第1、2、3、5章),北京大学出版社
考试题型:名词解释、推导题、计算题
总分:150分
一.半导体的电子状态
1. 半导体的晶体结构、晶列晶面指数、结合性质
2. 半导体中的电子状态和能带
3. 载流子在外场下的运动规律
4. 杂质和缺陷能级
二.半导体的载流子统计
1. 状态密度和统计分布函数
2. 本征半导体、杂质半导体、简并半导体的统计
三.半导体的载流子输运
1. 载流子的散射
2. 迁移率、电阻率与杂质浓度和温度的关系
3. 强电场下的输运
4. 霍耳效应
四.非平衡载流子
1. 非平衡载流子的直接复合与间接复合
2. 陷阱效应
3. 载流子的扩散运动、双极扩散
4. 连续性方程
五.pn结、金半接触以及异质结
1. 平衡pn结的特性
2. pn结的电流-电压特性
3. pn结的势垒电容与扩散电容
4. pn结的开关特性
5. pn结的击穿
6. 金半接触能带图以及电流-电压特性
7. 欧姆接触
8. 异质结能带图以及二维电子气
六.双极型晶体管的直流特性
1. 双极型晶体管的基本原理
2. 双极型晶体管的直流特性及其非理想现象
3 漂移晶体管的直流特性
4. 双极型晶体管的反向特性
5. Ebers-Moll方程
七.双极型晶体管的频率特性与开关特性
1. 低频小信号等效电路
2. 放大系数的频率特性以及相关的几个时间常数
3. 高频等效电路
4 漂移晶体管、异质结双极型晶体管的基本原理
5. 电荷控制理论与双极型晶体管开关时间
八.半导体表面与MOS结构
1. 半导体表面空间电荷层的性质
2. 实际Si-SiO2界面
3. 理想与实际MOS结构的C-V特性
九.MOS场效应晶体管的直流特性
1. MOS FET的结构和工作原理
2. MOS FET的阈值电压以及影响因素
3. MOSFET的输出特性和转移特性(包括亚阈值特性和其它二级效应)
4. MOSFET的直流参数
5. MOSFET的击穿特性
6. MOSFET 的小尺寸效应原理
7. 载流子速度饱和以及短沟道MOSFET的直流特性
8. MOSFET的按比例缩小规律
十.MOSFET的频率特性与开关特性
1. MOSFET的交流小信号等效电路
2. MOSFET的高频特性
3. 常见MOS倒相器及其开关特性。