《半導(dǎo)體器件》教學(xué)大綱課程英文名SemiconductorDevices課程代碼F0712Z07學(xué)分3總學(xué)時(shí)48理論學(xué)時(shí)48實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐學(xué)時(shí)0課程類別學(xué)科基礎(chǔ)課課程性質(zhì)必修先修課程《半導(dǎo)體物理》適用專業(yè)微電子學(xué)開課學(xué)院光學(xué)與電子科技學(xué)院一、課程地位與課程目標(biāo)（一）課程地位半導(dǎo)體器件課程是微電子專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)必修課，主要講授PN結(jié)、雙極性晶體管、金屬-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管和金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)等常用半導(dǎo)體器件的工作原理和工作特性，為后續(xù)學(xué)習(xí)數(shù)字和模擬集成電路設(shè)計(jì)、集成電路應(yīng)用和從事微電子研究打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)（二）課程目標(biāo)1、能對PN結(jié)二極管、雙極性晶體管器件工作原理和輸出特性進(jìn)行分析，具有解決實(shí)際半導(dǎo)體器件設(shè)計(jì)問題的能力；2、具有能利用MOSFET的知識，對基于互補(bǔ)MOS工藝的集成電路進(jìn)行功能分析和性能計(jì)算的能力；3、通過分組討論，培養(yǎng)學(xué)生具有團(tuán)隊(duì)意識和人際交流能力；4、通過大型綜合作業(yè)，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力和終身學(xué)習(xí)的意識。二、課程目標(biāo)達(dá)成的途徑與方法本課程采用采用板書、多媒體教學(xué)和微課錄像等多種教學(xué)手段；引入計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)，布置大型綜合作業(yè)。三、課程目標(biāo)與相關(guān)畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系課程目標(biāo)課程目標(biāo)對畢業(yè)要求的支撐程度（H、M、L）畢業(yè)要求1-2畢業(yè)要求3-4畢業(yè)要求9-10畢業(yè)要求12課程目標(biāo)1HM課程目標(biāo)2HM課程目標(biāo)3M課程目標(biāo)4M注：1.支撐強(qiáng)度分別填寫H、M或L（其中H表示支撐程度高、M為中等、L為低）。四、課程主要內(nèi)容及要求第1章：半導(dǎo)體物理基本知識1.1半導(dǎo)體材料和載流子模型1.2晶格振動(dòng)1.3載流子輸運(yùn)現(xiàn)象1.4半導(dǎo)體的能帶1.5半導(dǎo)體的光學(xué)性質(zhì)了解：半導(dǎo)體材料、半導(dǎo)體晶體結(jié)構(gòu)、半導(dǎo)體表面和表面能級等的概念，半導(dǎo)體基本工藝流程；掌握：半導(dǎo)體物理中的基礎(chǔ)知識，如電導(dǎo)率，電阻率，遷移率，散射，能帶，能級，導(dǎo)帶，價(jià)帶，電子，空穴，多子，少子，熱平衡態(tài)，過剩載流子、半導(dǎo)體、雜質(zhì)對半導(dǎo)體特性的影響和載流子輸運(yùn)的連續(xù)性方程；熟練掌握：集成電路電阻與電容的結(jié)構(gòu)與原理。第2章：PN結(jié)與二極管2.1熱平衡狀態(tài)2.2耗盡區(qū)和耗盡層電容2.3PN結(jié)的直流特性2.4PN結(jié)的擊穿2.5PN結(jié)正偏與金半接觸2.6典型的半導(dǎo)體二極管2.7集成電路電阻2.8集成電路電容了解：多種二極管的基本工作原理，正向特性，反向特性，擴(kuò)散電容等，晶體管的基本應(yīng)用。熟練掌握：PN結(jié)的結(jié)構(gòu)，直流特性，PN結(jié)的擊穿；第3章：雙極型晶體管3.1雙極型晶體管基本原理3.2雙極型晶體管直流特性3.3雙極型晶體管的兩種模型3.4雙極型晶體管的頻率特性3.5雙極型晶體管的開關(guān)特性3.6雙極型晶體管集成電路工藝3.7晶體管的應(yīng)用3.8異質(zhì)結(jié)雙極晶體管了解：異質(zhì)結(jié)雙極晶體管，多晶硅發(fā)射級晶體管等，晶體管的設(shè)計(jì)。掌握：雙極晶體管的基本原理，直流特性，開關(guān)特性；熟練掌握：雙極晶體管模型；第4章化合物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管4.1肖特基勢壘和歐姆接觸4.2GaAsMESFET4.3高電子遷移率晶體管了解：HEMT。掌握：肖特基勢壘，歐姆接觸，GaAsMESFET；第5章：MOS器件5.1MOS結(jié)構(gòu)的基本性質(zhì)5.2MOSFET的基本原理5.3MOSFET的基本類型5.4MOSFET技術(shù)5.5NMOS工藝5.6CMOS與基本的CMOS工藝5.7短溝道MOSFET5.8MOSFET的模型5.9SOIMOSFET5.10非晶硅薄膜晶體管5.11電荷耦合器件了解：非晶硅薄膜晶體管與CCD。掌握：MOSFET技術(shù)，MOSFET模型，SOIMOSFET。熟練掌握：MOS結(jié)構(gòu)的基本性質(zhì)，MOSFET的基本理論，短溝道MOSFET；第6章其他常見半導(dǎo)體器件6.1IMPATT二極管6.2轉(zhuǎn)移電子器件6.3隧道二極管6.4RTD6.5單電子晶體管6.6半導(dǎo)體激光器6.7發(fā)光二極管6.8光電二極管6.9太陽能電池了解：半導(dǎo)體激光器，太陽能電池，轉(zhuǎn)移電子器件，單電子晶體管等量子效應(yīng)器件。掌握：發(fā)光二極管，光電二極管，微波二極管；五、課程學(xué)時(shí)安排章節(jié)號教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)數(shù)學(xué)生任務(wù)對應(yīng)課程目標(biāo)第1章半導(dǎo)體物理基本知識4完成半導(dǎo)體器件發(fā)展歷程自學(xué)及課后討論課程目標(biāo)1第2章PN結(jié)與二極管6完成課后作業(yè)課程目標(biāo)1、3第3章雙極型晶體管12完成課后作業(yè)，針對目前國內(nèi)芯片展業(yè)現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)研和討論課程目標(biāo)1、3、4第4章化合物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管8完成課后作業(yè)課程目標(biāo)2第5章MOS器件12完成課后作業(yè)，開展MOS器件建模和仿真課程目標(biāo)2、3、4第6章其他常見半導(dǎo)體器件6完成課后作業(yè)課程目標(biāo)2六、實(shí)踐環(huán)節(jié)及基本要求（無）序號實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱學(xué)時(shí)基本要求學(xué)生任務(wù)實(shí)驗(yàn)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)類別1注：1.實(shí)驗(yàn)性質(zhì)指演示性、驗(yàn)證性、設(shè)計(jì)性、綜合性等；2.實(shí)驗(yàn)類別指必做、選做等。七、考核方式及成績評定考核內(nèi)容考核方式評定標(biāo)準(zhǔn)（依據(jù)）占總成績比例過程考核過程考核（作業(yè)、點(diǎn)名、紀(jì)律、網(wǎng)絡(luò)課堂）+專題討論平時(shí)及作業(yè)表現(xiàn)以及專題討論表現(xiàn)評分平時(shí)及作業(yè)占20%期末考核閉卷期末考試80%考核類別考試，設(shè)置試題庫，由教務(wù)處抽取成績登記方式百分制注：各部分占總成績的比率，任課教師可根據(jù)不同的教學(xué)安排作適當(dāng)調(diào)整，但須事先報(bào)專業(yè)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)并向?qū)W生公布。八、課程目標(biāo)達(dá)成評價(jià) 1、各考核項(xiàng)對應(yīng)課程目標(biāo)權(quán)重分配如下表：平時(shí)及作業(yè)期末考試課程目標(biāo)10.30.7課程目標(biāo)20.30.7課程目標(biāo)30.60.4課程目標(biāo)40.60.42、課程目標(biāo)達(dá)成度計(jì)算公式：達(dá)成值九、推薦教材及主要參考書1、教材：（1）《半導(dǎo)體器件物理基礎(chǔ)》曾樹榮編著，北京大學(xué)出版社，2007（2）《半導(dǎo)體器件物理