哈工大专业课大纲——半导体物理
《半导体物理学》课程教学大纲
《半导体物理学》课程教学⼤纲《半导体物理学》课程教学⼤纲（Semiconductor Physics）课程编号：163151870学分：4学时：64（其中：讲课学时：64 实验学时：0 上机学时：0 ）先修课程：《量⼦⼒学》、《固体物理》、《统计⼒学》和《数学物理⽅程》等后续课程：《半导体器件物理》、《微电⼦技术》、《集成电路设计》等适⽤专业：应⽤物理（微电⼦技术）、光信息科学与技术、电⼦信息类专业开课部门：理学院⼀、课程教学⽬的和课程性质《半导体物理学》是讲述半导体物理性质(电学性质、光学性质、热学性质、磁学性质等)的学科。
通过本课程的学习应使学⽣对半导体中的基本物理概念、基本实验技术和基本器件物理有⽐较全⾯、系统的认识，培养学⽣分析和解决半导体技术基础问题的能⼒，为进⼀步学习相关专业课打下基础。
作为应⽤物理专业（电⼦技术）的专业基础课，它主要介绍半导体的重要物理现象、物理性质、相关理论和实验⽅法。
为学⽣学习其它专业课(材料、器件、集成电路等)以及毕业后从事半导体专业⼯作打下必备的理论基础，为将来将基础理论与半导体技术最新需求相结合，提⾼⼯作能⼒做好理论储备。
⼆、课程的主要内容及基本要求第1单元半导体中的电⼦状态（6学时）[知识点]这⼀单元主要介绍能带论的⼀些基本概念。
常见半导体的能带结构的特点。
要求学⽣懂得半导体中有哪些可能的电⼦能量状态；在这些状态中电⼦运动有什么特点。
1. 半导体中的电⼦状态和能带；2. 半导体中电⼦的运动、有效质量；3. 两种载流⼦；4. 半导体的能带结构。
[重点]半导体结构，能带结构，有效质量，载流⼦。
[难点]能带结构，有效质量。
[基本要求]1、识记：晶体结构、有效质量、能带结构、载流⼦；2、领会：有效质量以及计算⽅法；3、简单应⽤：能带结构判断材料的电学性能；4、综合应⽤：载流⼦产⽣原理，能带结构与有效质量计算问题。
[实践与练习]能判断⼏种常见晶体结构，⾦刚⽯结构，判断能带结构对称性。
《半导体物理学》课程教学大纲
《半导体物理学》课程教案大纲一、课程说明（一）课程名称：《半导体物理学》所属专业：物理学（电子材料和器件工程方向）课程性质：专业课学分：学分（二）课程简介、目标与任务：《半导体物理学》是物理学专业（电子材料和器件工程方向）本科生的一门必修课程。
通过学习本课程，使学生掌握半导体物理学中的基本概念、基本理论和基本规律，培养学生分析和应用半导体各种物理效应解决实际问题的能力，同时为后继课程的学习奠定基础。
本课程的任务是从微观上解释发生在半导体中的宏观物理现象，研究并揭示微观机理；重点学习半导体中的电子状态及载流子的统计分布规律，学习半导体中载流子的输运理论及相关规律；学习载流子在输运过程中所发生的宏观物理现象；学习半导体的基本结构及其表面、界面问题。
（三）先修课程要求，与先修课与后续相关课程之间的逻辑关系和内容衔接：本课程的先修课程包括热力学与统计物理学、量子力学和固体物理学，学生应掌握这些先修课程中必要的知识。
通过本课程的学习为后继《半导体器件》、《晶体管原理》等课程的学习奠定基础。
（四）教材与主要参考书：［］刘恩科，朱秉升，罗晋生. 半导体物理学（第版）［］. 北京：电子工业出版社. .［］黄昆,谢希德. 半导体物理学［］. 北京：科学出版社. .［］叶良修.半导体物理学（第版）［］. 上册. 北京：高等教育出版社. .［］. . , ( .), , , .二、课程内容与安排第一章半导体中的电子状态第一节半导体的晶格结构和结合性质第二节半导体中的电子状态和能带第三节半导体中电子的运动有效质量第四节本征半导体的导电机构空穴第五节回旋共振第六节硅和锗的能带结构第七节族化合物半导体的能带结构第八节族化合物半导体的能带结构第九节合金的能带第十节宽禁带半导体材料（一）教案方法与学时分配课堂讲授，大约学时。
限于学时，第节可不讲授，学生可自学。
（二）内容及基本要求本章将先修课程《固体物理学》中所学的晶体结构、单电子近似和能带的知识应用到半导体中，要求深入理解并重点掌握半导体中的电子状态（导带、价带、禁带及其宽度）；掌握有效质量、空穴的概念以及硅和砷化镓的能带结构；了解回旋共振实验的目的、意义和原理。
半导体物理课程教学大纲
《半导体物理实验》课程教学大纲一、课程说明（一）课程名称、所属专业、课程性质、学分；课程名称：半导体物理实验所属专业：电子材料与器件工程专业本科生课程性质：专业必修课学分: 4（二）课程简介、目标与任务；本课程是为物理科学与技术学院电子材料与器件工程专业大四本科生所开设的实验课，是一门专业性和实践性都很强的实践教学课程。
开设本课程的目标和任务是使学生熟练掌握半导体材料和器件的制备、基本物理参数以及物理性质的测试原理和表征方法，为半导体材料与器件的开发设计与研制坚定基础。
（三）先修课程要求，与先修课与后续相关课程之间的逻辑关系和内容衔接；由于是实验课，所以需要学生首先掌握《半导体物理》和《半导体器件》的基本知识，再通过本课程培养学生对半导体材料和器件的制备及测试方法的实践能力。
其具体要求包括：1、了解半导体材料与器件的基本研究方法；2、理解半导体材料与器件相关制备与基本测试设备的原理、功能及使用方法，并能够独立操作；3、通过亲自动手操作提高理论与实践相结合的能力，提高理论学习的主动性。
开设本课程的目的是培养学生实事求是、严谨的科学作风，培养学生的实际动手能力，提高实验技能。
（四）教材与主要参考书。
教材：《半导体物理实验讲义》,自编教材参考书：1. 半导体器件物理与工艺(第三版)，施敏，苏州大学出版社，2. [美]A.S.格罗夫编,齐健译.《半导体器件物理与工艺》.科学出版社，1976二、课程内容与安排实验一绪论1、介绍半导体物理实验的主要内容2、学生上课要求，分组情况等实验二四探针法测量电阻率一、实验目的或实验原理1、了解四探针电阻率测试仪的基本原理；2、了解的四探针电阻率测试仪组成、原理和使用方法；3、能对给定的薄膜和块体材料进行电阻率测量，并对实验结果进行分析、处理。
二、实验内容1、测量单晶硅样品的电阻率；2、测量FTO导电层的方块电阻；3、对测量结果进行必要的修正。
三、实验仪器与材料四探针测试仪、P型或N型硅片、FTO导电玻璃。
《半导体物理》教学大纲
《半导体物理》教学大纲课程编号：10180217英文名称：Semiconductor Physics学分：3学时：总学时48学时，其中理论48学时先修课程：量子力学课程类别：专业必修课程授课对象：物理学专业学生教学单位：数理信息学院修读学期：第6学期一、课程描述和目标半导体物理学是研究半导体材料的结构、电学、光学特性的学科。
本课程以固体物理学、量子力学和热力学统计物理为前导课程，偏重半导体材料的结构特征、各种基本物性的基本理论，是半导体材料和半导体器件开发应用的基础理论。
通过该课程的学习，学生可以对半导体材料的基本性质有一个全面的了解，进一步加深前导课程的知识，并且为以后专业课程的学习打好理论基础。
通过本课程教学，使学生在知识、能力和素质等方面达到如下教学目标：课程目标1：通过本课程的学习使学生具有严谨治学、求真务实的精神和自律谦让、坚韧不拔的品质，具备半导体相关知识的科学素养和健康的心理素质。
课程目标2：通过本课程的学习使学生系统地掌握半导体结构、电子状态、载流子、PN 节等基本知识、了解半导体物理学相关的基础前沿知识，具备扎实的理论基础。
课程目标3：通过本课程的学习使学生具备求实、创新的精神；掌握半导体物理学的科学思维与研究方法。
二、课程目标对毕业要求的支撑关系三、教学内容、基本要求与学时分配四、课程教学方法集中讲授五、学业评价和课程考核六、教材与参考书（一）推荐教材《半导体物理学》（第七版），刘恩科（编）．北京：电子工业出版社．2017年7月（二）参考资料1. 黄昆，谢希德(著)．《半导体物理学》．北京：科学出版社．1958年8月2. 史密斯（著），高鼎三等(译)．《半导体》．北京：科学出版社．1987月12月3．施敏（著）．《半导体器件物理》．西安：西安交通大学出版社．2008月6月。
哈尔滨工业大学806半导体物理2020年考研专业课初试大纲
2020年硕士研究生入学考试大纲
考试科目名称：半导体物理考试科目代码：[806]
一、考试要求：
全面系统地掌握半导体物理的基本概念、基本原理和物理过程，并能够运用理论对实际问题进行分析和计算。
二、考试内容：
1）能带论
a:半导体电子状态和能带
b:半导体电子的运动
c:本征半导体的导电机构
d:硅和锗的能带结构
2)杂质半导体理论
a:硅和锗晶体中的杂质能级
3)载流子的统计分布
a: 状态密度与载流子的统计分布
b: 本征与杂质半导体的载流子浓度
c: 一般情况下载流子统计分布
d: 简并半导体
4)半导体的导电性
a: 载流子的漂移运动与散射运动
b: 迁移率、电阻率与杂质浓度和温度的关系
5)非平衡载流子
a: 非平衡载流子的注入、复合与寿命
b: 准费米能级
c: 复合理论
d: 陷阱效应
e: 电流密度方程。
半导体物理学 课程教学大纲 .doc
半导体物理学课程教学大纲一、课程说明（一）课程名称、所属专业、课程性质、学分；课程名称：半导体物理学所属专业：微电子科学与工程课程性质：专业基础课学分：4（二）课程简介、目标与任务；本课程是微电子科学与工程专业本科生必修的专业基础课。
该课程的主要内容可分为三大部分。
第1-5章是晶体半导体的基本知识和性质的阐述；第6-9章为半导体的接触现象；第10章介绍半导体的一些特殊效应。
本课程的任务是揭示和研究半导体的微观机构，从微观的角度解释发生在半导体中的宏观物理现象。
通过该课程的学习使学生熟练掌握半导体物理方面的基本概念、知识和理论及半导体物理的基本模型和分析方法，为进一步学习微电子科学的其他课程提供理论依据。
此外，半导体物理学是半导体材料、半导体工艺、半导体器件及半导体集成电路等相关研究领域的专业基础课，是微电子学与固体电子学专业方向硕士、博士研究生入学考试必考科目。
在微电子科学与工程专业教学中占有重要地位。
该课程的目的是使学生全面地了解和掌握半导体物理的基本知识和基本理论，重视理论与实践的结合，能够利用所学知识解决实际问题，为学生将来从事半导体物理方面的理论研究和相关后续课程的学习打好基础。
（三）先修课程要求，与先修课与后续相关课程之间的逻辑关系和内容衔接；先修课程：量子力学、固体物理、热力学统计物理本课程的学习需要掌握量子力学、固体物理及热力学统计物理的基本物理概念、模型及理论。
需要了解微观物质的基本运动规律、固体物质的物理性质、微观结构、构成物质的各种粒子的运动形态、相互关系以及统计物理的基本概念。
这几门课程分别为本课程的学习提供最基本的理论支持。
同时半导体物理学也是后续相关课程如：半导体材料、半导体工艺、器件及集成电路等课程的基本理论基础。
（四）教材与主要参考书。
教材：刘恩科、朱秉升、罗晋生编，《半导体物理学》，电子工业出版社，2011，第七版。
主要参考书：1. 钱佑华、徐至中，《半导体物理学》，高等教育出版社，1999，第一版2. Semiconductor Physics and Devices Basic Principle(3rd Edition)，Donald A. Neamen, McGraw- Hill Co. 2000 (清华大学出版社影印版，2003.12 )《半导体物理与器件》》(第三版) 国外电子与通信教材系列作者：(美)DonaldA.Neamen，电子工业出版社，2005。
2023 804半导体物理大纲
2023年804半导体物理大纲一、导言在当今信息社会，半导体技术正在发挥着日益重要的作用。
而要学习半导体技术，就必须首先了解半导体物理这门学科的基本知识。
本文将介绍2023年804半导体物理的大纲内容。
二、大纲内容1. 半导体基本概念(1) 半导体的定义和特性(2) 半导体材料的分类与特点(3) 禁带宽度和载流子2. 半导体的基本物理过程(1) 载流子的产生与复合(2) PN结的形成和特性(3) 势垒和击穿电压3. 半导体器件(1) PN结二极管的特性和应用(2) 晶体管的结构和工作原理(3) MOS场效应管的特性和应用4. 半导体材料特性(1) 硅(Si)材料的物理特性(2) 加工工艺与性能测试(3) 新型半导体材料的研究进展5. 半导体器件的制造工艺(1) 制造工艺的基本流程(2) 光刻、腐蚀、沉积等工艺的原理和方法(3) 半导体器件的后工艺处理6. 半导体器件的应用(1) 信息通信领域(2) 光电子领域(3) 消费电子领域三、大纲解读本大纲内容涵盖了半导体物理学科的基本理论、典型器件原理和制造工艺，并涉及到半导体材料的特性和应用。
通过学习这些内容，能够使学生对半导体物理学科有一个系统和全面的了解，为今后从事相关领域的研究和应用打下良好的基础。
四、总结半导体技术的发展日新月异，学习半导体物理知识已经成为大势所趋。
深入了解半导体物理的基本知识和原理是十分必要的。
希望通过本文的介绍，能够对读者理解2023年804半导体物理大纲内容有所帮助。
在2023年，半导体技术已经成为信息技术、通信、光电子、消费电子等领域的关键支撑，半导体物理的重要性也日益凸显。
在这样的背景下，学习半导体物理已经成为许多科学技术专业的必修课程。
2023年804半导体物理大纲的内容将更加注重半导体技术的前沿研究和创新应用，以适应日益发展的半导体产业需求。
在半导体基本概念部分，除了介绍半导体的定义和特性外，还将加入对新型半导体材料如石墨烯、氮化镓等的介绍，以及其在半导体器件中的应用。
半导体物理教学大纲
《半导体物理》课程教学大纲(36学时)（理论课程）一课程说明（一）课程概况课程中文名称：《半导体物理》课程英文名称：Semiconductor Physics课程编号：391025209开课学院：理学院适用专业/开课学期：光电信息科学与工程专业/5学分/周学时：2/2《半导体物理学》是物理学专业的专业选修课程。
通过本课程的学习使学生获得半导体物理方面的基本理论、基本知识和方法，为后续专业课的学习、阅读有关光电子科技资料及将来从事科研和半导体技术方面的工作奠定良好的基础。
先修课程：《高等数学》、《原子物理》、《量子力学》、《热力学统计物理》等（二）课程目标通过本课程的教学，让学生掌握能带理论和统计物理的基本概念，以此为基础介绍半导体物理的基础知识以及相关器件的工作原理。
使学生从微观角度了解半导体中载流子的能量状态、统计分布规律和散射及电导规律；了解半导体中非平衡载流子的产生、复合、漂移和扩散等运动规律；了解掺杂和缺陷在半导体物理中的重要作用；了解半导体的特性、半导体内部载流子的基本运动规律；了解半导体的光、电、磁、热等物理效应。
让学生掌握半导体物理特性的计算方法，掌握半导体器件的四大基本结构及其工作原理。
通过本课程的学习，使学生能成为具有扎实的专业基本功和创新能力的高素质人才。
（三）学时分配二教学方法和手段采用讲授、研讨、探索式教学法，将计算机网络技术和多媒体技术应用于“半导体物理”课程教学，自行设计、制作CAI课件，丰富教学资源，增加课程教学信息量，提高教学效率。
逐步实现“半导体物理”教学现代化。
三教学内容第1章半导体中的电子状态（7学时）一、教学目标1．将固体物理的晶体结构和能带论的知识应用到半导体中，以深入了解半导体中的电子状态2．明确回旋共振实验的目的、意义和原理，进而了解主要半导体材料的能带结构（限于学时，本章的第7-10节可不讲授，留学生参阅，不作具体要求）二、教学重、难点重点：半导体中的电子运动；有效质量；空穴概念。
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博士生入学专业基础课考试大纲
课程名称：半导体物理
一、考试要求
要求考生系统地掌握半导体物理的基本概念和基本原理，并能灵活运用，并具有较强的分析问题和解决问题的能力。
二、考试内容
1．晶态半导体中能带理论
（1）一维周期性势场中电子能量状态（Kronig-Penney模型）
（2）紧束缚近似的能带表述和有效质量
（3）三维周期性势场中电子能量状态
（4）半导体中杂质能级、回旋共振与半导体复杂能带
2．载流子的平衡态统计分布
（1）状态密度
（2）费米分布函数、载流子密度分布
（3）非简并情况下的费米能级和载流子密度分布
（4）杂质补偿、重掺简并
3．载流子的输运现象
（1）电导率、迁移率
（2）载流子的散射机构
（3）霍尔效应
（4）热电效应
4．外界作用引起额外载流子的行为
（1）载流子的注入与复合过程
（2）漂移-扩散-复合方程及其解
（3）稳态建立过程中的少子运动
（4）光致p-n结非平衡
5．半导体表面、金属-半导体接触
（1）表面晶格结构及表面电子态
（2）研究表面的主要实验方法
（3）金属-半导体接触的势垒模型
（4）金属-半导体接触的整流理论及势垒高度的测量
6．异质结、量子阱及超晶格
（1）异质结的电流输运机构
（2）异质结在器件中的应用
（3）量子阱与二维电子气
（4）多量子阱与超晶格的一般概念
三、试卷结构
考试时间180分钟，满分100分
1．题型结构
（1）概念及简答题，40％
（2）论述题，60％
2．内容结构
（1）晶态半导体中能带理论（20％）
（2）载流子的平衡态统计分布（10％）
（3）载流子的输运现象（20％）
（4）外界作用引起额外载流子的行为（20％）
（5）半导体表面、金属-半导体接触（10％）
（6）异质结、量子阱及超晶格（20％）
四、参考书目
(1)《半导体物理》高等教育出版社钱佑华、徐至中编著1999.06.
(2)《半导体物理学》科学出版社李名復著1991.02.。