一、课程信息
（一）基本信息
课程号：19001380
课程中文名称：半导体物理学
课程英文名称：Semiconductor Physics
周学时：2
学 分：2
先修课程：热力学与统计物理学，量子理学，固体物理
建议教材：《半导体物理学》，电子工业出版社出版（第七版），刘恩科等编著。
参考资料：（书籍、文献、网站信息等）
1.教材：《半导体物理》，西安交大刘恩科主编，电子工业出版社，第七版，2008年5月。
2.参考资料：
⑴ Fundamental of Solid-State Electronics，Chih-Tang Sah（U.S.A.）
⑵ Semiconductor physics and devices，Donald A. Neamen（U.S.A.），清华大学出版社， 2003年。
⑶《半导体物理学》，叶良修编
⑷《半导体物理学》，顾祖毅编
（二）内容简介（>300字）
课堂理论教学为20学时，共包括七章内容。
半导体中的电子状态。本章主要介绍了半导体的几种常见晶体结构，半导体中能带的形成，半导体中电子的状态和能带特点，在讲解半导体中电子的运动时，引入了有效质量的概念。阐述本征半导体的导电机构，引入了空穴散射的概念。最后，介绍了Si、Ge和GaAs的能带结构。
半导体中杂质和缺陷能级。本章主要讲解施主能级和受主能级的形成，及浅杂质能级的类氢原子模型的计算过程；本证激发和非本征激发；n型和p型半导体。典型化合物半导体的杂质能级；深能级杂质以及和浅能级杂质的区别。
半导体中的载流子的统计分布。本章引入状态密度的概念，介绍状态密度计算。引入费米能级的概念，介绍了载流子的两种统计分布函数，推导出平衡状态下电子和空穴浓度的表达式，进而给出平衡状态下载流子浓度的乘积。推导本征半导体的载流子浓度的表达式，讨论其变化规律。讨论在不同温度下杂质半导体的载流子浓度和费米能级的表达式，讨论其变化规律。
半导体的导电性。本章主要讨论载流子在外加电场资源下的漂移运动，半导体的迁移率、电阻率随杂质浓度和温度的变化规律。为了深入理解迁移率的本质，引入了散射的概念。定性讲解了强电场下的效应，并介绍了热载流子的概念。应用谷间散射解释负微分电导。
半导体的导电性。本章主要讨论非平衡载流子的产生与复合，引入了非平衡载流子寿命的概念，详细讲述复合理论，并介绍了陷阱效应。为了衡量半导体偏离平衡态的程度，引入了准费米能级，并用其表示非平衡态时载流子浓度。着重阐述了载流子的扩散运动和漂移运动，推导出爱因斯坦关系式。讨论了扩散运动和漂移运动同时存在时，少数载流子遵循的方程——连续性方程。
金属和半导体的接触。本章学习金属与半导体形成的肖持基接触和欧姆接触理论知识。详细阐述了肖特基接触的电流—电压特——扩散理论和热电子发射理论。同时引入少数载流子注入比的概念，介绍常见的欧姆接触制备方法。
半导体表面与MIS结构。本章引入表面态的概念，主要讨论MIS结构中半导体的表面电场效应和电容-电压特性。介绍Si-SiO2系统的性质，定性介绍了表面电导及迁移率。
（三）内容简介（英文）（可选）
略
二、教学目标和学习要求（通过此课程学习，员工应该掌握的知识或者能力）
第一章：通过本章学习，理解能带论；掌握半导体中的电子运动、有效质量，本征半导体的导电机构、空穴，锗、硅、砷化镓和锗硅的能带结构；了解Si、Ge和GaAs的能带结构。
第二章：通过本章学习，掌握硅、锗中的浅能级和深能级杂质以及和杂质能级；掌握浅能级杂质电离能的计算；了解杂质补偿作用。理解缺陷、位错能级；了解III-V族化合物中的杂质能级，引入等电子陷阱、等电子络合物以及两性杂质的等概念。
第三章：通过本章学习，掌握状态密度，费米能级和载流子的统计分布，本征半导体的载流子浓度，杂质半导体的载流子浓度；理解一般情况下的载流子的统计分布；了解简并半导体。
第四章：通过本章学习，掌握载流子的漂移运动，载流子的散射，迁移率与杂质浓度和温度的关系，玻尔兹曼方程；了解电导的统计理论；理解强电场效应，热载流子。
第五章：通过本章学习，掌握非平衡载流子的注人与复合，非平衡载流子的寿命，准费米能级，复合理论，陷阱效应，载流子的扩散运动、爱因斯坦关系，理解连续性方程。
第六章：通过本章学习，掌握金属和半导体接触的整流理论；理解少数载流子的注人和欧姆接触。
第七章：通过本章学习，掌握表面态、表面电场效应，MIS结构的电容一电压特性，理解硅一二氧化硅系统，表面电导及迁移率。
三、其他（其他教师认为员工应该知晓的事项）
