課程(名稱.編號)簡索

領導藝術.綜合管理        人力資源.企業培訓        職務能力培訓系統班        銷售實戰.市場行銷        職場技能.個人成長        Office白領辦公達人        財經金融.投資理財        語言學習.出國留學        中國大陸證照培訓        資格考試.考証培訓        文化.生活.興趣.保健        生產管理.採購物流        移動開發        前端開發        後端開發        數據庫.服務器        網頁平面設計        雲計算.大數據        網絡營銷推廣        自然學科        工程技術學科

經濟管理學科

醫.藥.農.林學科

法律 學科

計算機工程學科

哲學.歷史學科

文學.藝術學科

教育社會學科

外語 學科

醫藥農林        哲學歷史        文學藝術        工程技術        基礎科學        經管法學

     信息技術領域的關鍵技術是微電子技術，微電子技術飛速發展，「半導體物理」則是微電子技術系列專業集成電路與集成系統專業和微電子科學與工程等相關專業的核心基礎課程。本課程聚焦半導體物理的基礎理論和主要性質，希望通過學習，學生能夠為學習半導體器件和集成電路相關課程打下必要的專業基礎。

課程概述

      本課程圍繞半導體物理基礎理論和半導體主要性質，共分為四部分，七章。前兩章為第一部分，介紹半導體物理的基礎知識，包括半導體的晶體結構、量子力學初步概要、價鍵模型、半導體的電子結構；第二部分由兩章組成，分別定性、定量闡述半導體中的載流子；第三部分由一章構成，描述三維半導體中的電輸運；第四部分討論半導體的結，闡述金屬-半導體的接觸、半導體表面效應和MIS結構。同時為大家帶來一系列習題的解析。

     本課程簡明扼要，層次分明。內容安排上既考慮了前置知識固體物理和量子力學的必要知識，又兼顧了微電子器件和半導體集成電路等後續課程的教學需要。可為集成電路與集成系統、微電子科學與工程、微電子學、電子科學與技術專業等相關專業的學習打下基礎。

授課目標

使學生掌握半導體的晶體結構、價鍵模型、電子結構、半導體中的載流子、三維半導體的電輸運、金屬-半導體的接觸、半導體表面效應和MIS結構等半導體物理的基礎理論和主要性質。為從事半導體器件和電子系統的開發、設計及與此相關的科研工作打下必要的專業基礎。




課程大綱


第一章 半導體的晶體結構與價鍵模型

1.1 固體的分類
1.2 晶面、晶向和密勒指數
1.3 原子價鍵
1.4 三維晶體結構的定性描述

第01講 1.1 固體的分類 → 00:05:56
第02講 1.2 晶面、晶向和密勒指數 → 00:09:58
第03講 1.3 原子價鍵 → 00:09:26
第04講 1.4 三維晶體結構的定性描述 → 00:02:55


第二章 半導體的電子結構

2.1 量子力學初步概要
2.2晶體的能帶模型
2.3 金屬、半導體和絕緣體
2.4 半導體的帶隙結構
2.5 有效質量
2.6 能帶工程簡介

第05講 2.1 量子力學初步概要 → 00:08:51
第06講 2.2 晶體的能帶模型 → 00:04:05
第07講 2.3 金屬、半導體和絕緣體 → 00:04:28
第08講 2.4 半導體的帶隙結構 → 00:11:18
第09講 2.5 有效質量 → 00:19:25
第10講 2.6 能帶工程簡介 → 00:02:18


第三章 半導體中的載流子

3.1熱平衡態與非平衡態
3.2雜質與雜質能級
3.3.1本征半導體與本征激發
3.3.2.1 施主與n型半導體
3.3.2.2 受主與p型半導體
3.3.2.3 淺能級雜質以及淺能級雜質電離能的計算
3.4載流子的復合與俘獲

第11講 3.1 熱平衡態與非平衡態 → 00:01:36
第12講 3.2 雜質與雜質能級 → 00:05:09
第13講 3.3.1 本征半導體與本征激發 → 00:00:34
第14講 3.3.2.1 施主與n型半導體 → 00:06:56
第15講 3.3.2.2 受主與p型半導體 → 00:04:06
第16講 3.3.2.3 淺能級雜質以及淺能級雜質電離能的計算 → 00:02:51
第17講 3.4 載流子的復合與俘獲 → 00:19:40


第四章 半導體中載流子的定量統計描述

4.1.1 載流子濃度
4.1.2 通過k空間求解狀態密度g (E )
4.1.3 費米分佈函數和費米能級
4.1.4 玻耳茲曼分佈函數
4.1.5 導帶中的電子濃度和價帶中的空穴濃度
4.1.6 影響n0 和p0 的因素
4.1.7 n0和p0的乘積
4.2 本征半導體的載流子濃度
4.3.1非本征半導體的載流子濃度
4.3.2 n型半導體的載流子濃度
4.3.3 p型半導體的載流子濃度
4.3.4 簡並半導體
4.1-4.3小結
4.4.1非平衡載流子的注入與復合
4.4.2 非平衡載流子的壽命
4.4.3直接復合理論
4.4.4間接復合理論
4.5 陷阱
4.6 准費米能級

第18講 4.1 載流子濃度 → 00:05:28
第19講 4.1.2 通過k空間求解狀態密度g(E) → 00:34:10
第20講 4.1.3 費米分佈函數和費米能級 → 00:12:45
第21講 4.1.4 玻耳茲曼分佈函數 → 00:08:28
第22講 4.1.5 導帶中的電子濃度和價帶中的空穴濃度 → 00:13:43
第23講 4.1.6 影響n0和p0的因素 → 00:05:22
第24講 4.1.7 n0和p0的乘積 → 00:03:26
第25講 4.2 本征半導體的載流子濃度 → 00:28:05
第26講 4.3.1 非本征半導體的載流子濃度 → 00:05:47
第27講 4.3.2 n型半導體的載流子濃度 → 00:56:29
第28講 4.3.3 p型半導體的載流子濃度_1 → 00:07:22
第29講 4.3.4 簡並半導體 → 00:09:53
第30講 4.3 小結 → 00:08:28
第31講 4.4.1 非平衡載流子的注入與復合(1) → 00:10:07
第32講 4.4.1 非平衡載流子的注入與復合(2) → 00:10:15
第33講 4.4.2 非平衡載流子的壽命(1) → 00:07:57
第34講 4.4.2 非平衡載流子的壽命(2) → 00:08:05
第35講 4.4.3 直接復合理論(1) → 00:09:16
第36講 4.4.3 直接復合理論(2) → 00:09:24
第37講 4.4.4 間接復合理論(1) → 00:22:39
第38講 4.4.4 間接復合理論(2) → 00:22:48
第39講 4.5 陷阱(1) → 00:08:52
第40講 4.5 陷阱(2) → 00:09:00
第41講 4.6 准費米能級(1) → 00:08:38
第42講 4.6 准費米能級(2) → 00:08:46


第五章 三維半導體中載流子的電輸運

5.1.1漂移運動與漂移電流
5.1.2 載流子的散射
5.1.3 遷移率與雜質濃度和溫度的關係
5.1.4 電阻率及其與雜質濃度和溫度的關係
5.1.5 強電場效應、熱載流子
5.2擴散運動與擴散電流
5.3電流密度方程與愛因斯坦關係
5.4連續性方程
5.5 習題解析

第43講 5.2 擴散運動與擴散電流 → 00:12:40
第44講 5.3 電流密度方程與愛因斯坦關係 → 00:11:42
第45講 5.4 連續性方程 → 00:20:21
第46講 5.5 習題解析 → 00:41:25
第47講 5.1.1 漂移運動與漂移電流 → 00:07:25
第48講 5.1.2 載流子的散射 → 00:23:33
第49講 5.1.3 遷移率與雜質濃度和溫度的關係 → 00:16:08
第50講 5.1.4 電阻率及其與雜質濃度和溫度的關係 → 00:19:56
第51講 5.1.5 強電場效應、熱載流子 → 00:05:53


第六章 金屬和半導體的接觸

6.1.1 金屬和半導體的功函數
6.1.2 接觸電勢差
6.1.3 表面態對接觸勢壘的影響
6.2 金-半接觸整流理論
6.2.1 擴散理論
6.2.2 熱電子發射理論
6.2.3 小結
6.3 少數載流子的注入和歐姆接觸
6.4 例題解析

第52講 6.1.1 金屬和半導體的功函數 → 00:02:57
第53講 6.1.2 接觸電勢差 → 00:10:03
第54講 6.1.3 表面態對接觸勢壘的影響 → 00:12:00
第55講 6.2 金-半接觸整流理論 → 00:08:31
第56講 6.2.1 擴散理論 → 00:33:16
第57講 6.2.2 熱電子發射理論 → 00:08:30
第58講 6.2.3 小結 → 00:11:19
第59講 6.3 少數載流子的注入和歐姆接觸 → 00:12:01
第60講 6.4 例題解析 → 00:24:23


第七章 半導體表面效應和MIS結構

7.1 理想MIS結構的能帶圖以及電荷分佈
7.2 空間電荷區
7.3 理想MIS結構的C-V特性
7.4 非理想MIS結構的C-V特性
7.5 例題解析

第61講 7.1 理想MIS結構的能帶圖以及電荷分佈 → 00:09:28
第62講 7.2 空間電荷區 → 00:33:03
第63講 7.3 理想MIS結構的C-V特性 → 00:11:43
第64講 7.4 非理想MIS結構的C-V特性 → 00:13:02
第65講 7.5 例題解析 → 00:25:42