《半导体物理与器件》PPT课件 常熟理工学院 洪学鹍

 
课件内容： 
半导体先导知识 
了解半导体的发展、课程知识框架以及其理论基础量子力学的发展，掌握半导体晶体结构的基本特征、描述方法和常见的半导体材料的晶体结构，理解半导体的重要性和学习意义。 
1.1 绪论  
1.2 量子力学基础1 
1.3 量子力学基础2 
1.4 固体物理学基础 
半导体中的电子状态 
掌握半导体中的电子状态，基本能带理论和几种常见半导体的能带结构，理解能带对于分析半导体问题的重要性。 
2.1 晶体能带的形成 
2.2 电子的有效质量 
2.3 半导体导电机构与空穴 
2.4 常见半导体的能带结构 
半导体中杂质和缺陷能级 
掌握半导体中的杂质和缺陷类型，掌握基本的导电类型，理解半导体掺杂的重要意义，了解半导体掺杂的一般工艺和专业术语。 
3.1 半导体杂质与缺陷 
3.2 半导体掺杂类型 
3.3 半导体掺杂的几个问题 
阶段小结1 
1-3章课程知识总结，思维导图，学会用思维导图总结半导体课程知识，使知识逻辑化、系统化。 
4.1 阶段小结 
半导体中载流子的统计分布 
了解半导体载流子统计分布的过程、规律和方法，掌握不同半导体载流子浓度的计算公式及其影响因素，理解载流子浓度在半导体导电性中的重要作用，学会抓住主要矛盾的分析方法。 
5.1 状态密度 
5.2 费米分布函数 
5.3 玻尔兹曼分布函数 
5.4 本征半导体载流子浓度 
5.5 杂质半导体载流子浓度 
5.6 不同半导体载流子统计总结 
5.7 简并半导体 
半导体的导电性 
了解半导体载流子的基本运动-漂移运动，理解不同的载流子散射机制及其作用机理，掌握半导体迁移率和电阻率的影响因素，学会抓住主要矛盾的分析方法。 
6.1 漂移运动与迁移率 
6.2 载流子散射机制 
6.3 迁移率与杂质浓度和温度的关系 
6.4 电阻率与杂质浓度和温度的关系 
6.5 四探针法测半导体电阻率 
6.6 强场效应 
阶段小结2 
5-6章课程知识总结，学会利用半导体课程中的重要图表来理解半导体知识，避免陷入公式的海洋中。 
7.1 阶段小结2 
非平衡载流子 
掌握非平衡载流子的相关概念，掌握载流子的基本复合理论和扩散运动，理解非平衡少数载流子的重要作用。 
8.1 非平衡载流子的产生 
8.2 准费米能级 
8.3 直接复合理论 
8.4 间接复合理论 
8.5 载流子扩散运动 
8.6 爱因斯坦关系式及连续性方程 
半导体pn结 
掌握半导体器件基本结构单元-pn结的形成及其特点，掌握利用能带图分析半导体问题的基本方法，理解pn结在半导体器件中的重要性。 
9.1 pn结形成 
9.2 平衡pn结能带图 
9.3 平衡pn结载流子分布 
9.4 非平衡状态下的pn结 
9.5 理想pn结模型及电流电压特性 
9.6 pn结电容及结击穿 
金半接触 
掌握半导体器件基本结构单元-金半接触的类型及能带图，了解金半接触的整流理论，理解表面态对MS接触的影响。 
10.1 金半接触类型 
10.2 金半接触整流理论 
10.3 少子注入与欧姆接触 
半导体异质结 
了解半导体器件基本结构单元-异质结的分类、基本能带图特点及应用。 
11.1 半导体异质结 
11.2 半导体异质结电流电压特性 
半导体表面与MIS结构 
了解半导体器件基本结构单元-MIS结构的基本工作原理，理解MIS结构在半导体器件发展中的重要意义。 
12.1 表面态 
12.2 表面电场效应 
12.3 表面空间电荷层的电场和面电荷密度 
12.4 MIS结构的CV特性 
常见半导体器件及其工作原理 
了解半导体的基本性质，掌握基本半导体器件的结构与工作原理。 
13.1 半导体基本光学性质 
13.2 半导体发光二极管 
13.3 半导体激光 
13.4 半导体光生伏特效应及太阳能电池 
13.5 半导体霍尔效应及器件 
Silvaco TCAD仿真 
了解Silvaco的基本功能，了解半导体仿真的一般流程，理解仿真对于半导体器件设计、开发的重要作用和意义。 
14.1 Silvaco TCAD仿真组件 
14.2 Silvaco TCAD工艺仿真流程 
14.3 Silvaco TCAD常用命令格式及仿真案例