课程简介
微电子技术为现代人类文明的重要贡献之一：把“海滩的沙子”变成高科技的“芯片”，其中的“点沙成芯”之道，就是本课程—半导体物理。
本课程是在前序的普通物理、理论物理、固体物理基础上，重点对半导体材料的晶体结构特征、载流子热平衡特性及掺杂影响、载流子复合和产生特性、PN结、MOS结构基本特性进行深入细致的学习，为后续的半导体器件物理、集成电路等专业课程奠定必要的理论基础。
作为现代“工业粮食”，半导体芯片在信息采集、处理、计算、传输等技术环节起着重要的“硬核”技术功能，尤其是目前芯片产业作为信息产业发展的关键和短板成为国家战略性产业。对于有志从事半导体器件与集成电路设计、制备、测试及应用的青年人来说，本课程将起到“敲门砖”、“奠基石”作用。
课程特色：筑底理论知识，追踪科技前沿，结合案例分析，提高课程内容的吸引度。
主要突出重点与难点，充分吸收最新的研究成果，及时将其融入课堂教学与案例讲授中，体现课程的时代特色，将课程的基础性与前瞻性相融合，扩大学生的知识面，培养学生的科学精神。
课程大纲
半导体晶体结构
1.1 半导体的基本性质
1.2 半导体的晶体结构
1.3 半导体中的晶格缺陷
半导体中的电子态
2.1 半导体中的电子态和能带
2.2 外力作用下电子的运动
2.3 金属、半导体和绝缘体
2.4 电子和空穴
2.5 常见半导体的能带结构（三维结构）
2.5.1 常见半导体的能带结构（三维结构）
2.5.2 回旋共振法测有效质量
2.6 半导体中杂质的电子态
2.7 重掺杂半导体和表面电子态
平衡载流子浓度
3.1 态密度
3.2 费米能级和载流子的统计分布
3.3 本征半导体的载流子浓度
3.4 杂质半导体的载流子浓度
3.5 简并半导体简介
半导体的导电性
4.1 载流子(Carrier)的漂移运动
4.2 载流子的散射
4.3 迁移率与掺杂浓度和温度的关系
4.4 电阻率掺杂浓度温度的关系
4.5 霍尔效应和半导体热电效应
4.6 强电场下的效应 热载流子
4.7 多能谷散射--耿氏效应
过剩载流子(Excess Carriers)
5.1 非平衡载流子的注入与复合
5.2 非平衡载流子的寿命
5.3 准费米能级
5.4 复合理论
5.5 陷阱效应
5.6 载流子的扩散运动
5.6.1 漂移运动和扩散运动
5.6.2 描述半导体中载流子行为的方程
5.6.3 双极扩散和双极漂移
5.6.4 非平衡载流子运动实例
PN结
6.1 热平衡条件下的pn结
6.1.1 空间电荷区与内建电场
6.1.2 pn结中载流子分布
6.2 p-n结电流电压特性(I-V特性)
6.2.1 非平衡状态下的pn结
6.2.2 理想pn结模型及其电流电压方程式
6.2.3 温度对pn结伏安特性影响
6.3 影响pn结电流-电压特性偏离理想方程的各种因素
6.3.1 实际硅p-n结与理想p-n结的偏差
6.3.2 大注入效应
6.4 pn结电容
6.5 pn结的击穿
6.5.1 电击穿和雪崩击穿
6.5.2 影响击穿电压的主要因素
6.6 隧道pn结简介
半导体表面与MIS结构
7.1 表面态
7.2 MOS(MIS)结构概述
7.3 表面电场效应和MOS电容
7.3.1 表面电场效应
7.3.2 金属一侧加电压带来的影响 (一)
7.3.3 金属一侧加电压带来的影响（二）
7.4 MOS结构的C-V特性
7.4.1 表面电荷区的理论计算
7.4.2 MOS电容分段讨论
7.5 实际MOS结构的C-V特性
7.6 表面电导和沟道迁移率
7.7 半导体表面和界面参数的测量
金属-半导体接触
8.1 金属-半导体接触及其能带图
8.1.1 金属和半导体的功函数
8.1.2 金属和半导体接触的整流特性
8.2 半导体异质结
1.1 半导体的基本性质
1.2 半导体的晶体结构
1.3 半导体中的晶格缺陷
半导体中的电子态
2.1 半导体中的电子态和能带
2.2 外力作用下电子的运动
2.3 金属、半导体和绝缘体
2.4 电子和空穴
2.5 常见半导体的能带结构（三维结构）
2.5.1 常见半导体的能带结构（三维结构）
2.5.2 回旋共振法测有效质量
2.6 半导体中杂质的电子态
2.7 重掺杂半导体和表面电子态
平衡载流子浓度
3.1 态密度
3.2 费米能级和载流子的统计分布
3.3 本征半导体的载流子浓度
3.4 杂质半导体的载流子浓度
3.5 简并半导体简介
半导体的导电性
4.1 载流子(Carrier)的漂移运动
4.2 载流子的散射
4.3 迁移率与掺杂浓度和温度的关系
4.4 电阻率掺杂浓度温度的关系
4.5 霍尔效应和半导体热电效应
4.6 强电场下的效应 热载流子
4.7 多能谷散射--耿氏效应
过剩载流子(Excess Carriers)
5.1 非平衡载流子的注入与复合
5.2 非平衡载流子的寿命
5.3 准费米能级
5.4 复合理论
5.5 陷阱效应
5.6 载流子的扩散运动
5.6.1 漂移运动和扩散运动
5.6.2 描述半导体中载流子行为的方程
5.6.3 双极扩散和双极漂移
5.6.4 非平衡载流子运动实例
PN结
6.1 热平衡条件下的pn结
6.1.1 空间电荷区与内建电场
6.1.2 pn结中载流子分布
6.2 p-n结电流电压特性(I-V特性)
6.2.1 非平衡状态下的pn结
6.2.2 理想pn结模型及其电流电压方程式
6.2.3 温度对pn结伏安特性影响
6.3 影响pn结电流-电压特性偏离理想方程的各种因素
6.3.1 实际硅p-n结与理想p-n结的偏差
6.3.2 大注入效应
6.4 pn结电容
6.5 pn结的击穿
6.5.1 电击穿和雪崩击穿
6.5.2 影响击穿电压的主要因素
6.6 隧道pn结简介
半导体表面与MIS结构
7.1 表面态
7.2 MOS(MIS)结构概述
7.3 表面电场效应和MOS电容
7.3.1 表面电场效应
7.3.2 金属一侧加电压带来的影响 (一)
7.3.3 金属一侧加电压带来的影响（二）
7.4 MOS结构的C-V特性
7.4.1 表面电荷区的理论计算
7.4.2 MOS电容分段讨论
7.5 实际MOS结构的C-V特性
7.6 表面电导和沟道迁移率
7.7 半导体表面和界面参数的测量
金属-半导体接触
8.1 金属-半导体接触及其能带图
8.1.1 金属和半导体的功函数
8.1.2 金属和半导体接触的整流特性
8.2 半导体异质结