课程介绍
《半导体物理学》是面向电子科学与技术专业本科生开设的一门专业基础学位课程。内容涵盖半导体物质结构和能带结构、半导体载流子及其输运性质、非热平衡状态下的半导体， pn结，金属和半导体接触，半导体表面与MIS结构。
通过本课程的教学，使学生理解并学会应用半导体物理的基本概念、基本原理对复杂工程问题的解决方案进行比较与综合；能够把半导体基础问题的解决方法，参数之间的相互影响因素用于分析半导体器件的相关问题中，培养学生对半导体基础物理问题进行表达、分析、解决的能力，能够对半导体物理基础问题的解决方案进行论证，认识到方案的多样性。
课程大纲
第一章 半导体的物质结构和能带结构
1. 半导体工业的发展
2. 半导体的原子结合和晶格结构
3. 半导体中的电子状态和能带
4. 半导体中载流子的有效质量
5. 半导体中杂质和缺陷能级
6. 典型半导体的能带结构
7. 半导体能带工程概要
第二章 半导体的载流子及其输运性质
1. 载流子的漂移运动与半导体电导率
2. 热平衡状态下的载流子统计
3. 载流子密度对杂质和温度的依赖性
4. 载流子迁移率
5. 载流子散射及其对迁移率的影响
6. 电阻率及其与杂质浓度和温度的关系
7. 强电场中的载流子输运
8. 霍尔效应
9. 半导体的热导率
第三章 非热平衡状态下的半导体
1. 半导体的非热平衡状态
2. 复合理论
3. 额外载流子的运动
4. 电流连续性方程及其应用
5. 半导体的光吸收
6. 半导体的光电导和光致发光
第四章 p-n结
1. p-n结的形成及其平衡态
2. p-n结的伏安特性
3. pn结电容
4. p-n结击穿
5. pn结的光伏效应
6. pn结发光
第五章 金属和半导体接触
1. 金属半导体接触及其平衡状态
2. 金属半导体接触的非平衡状态
第六章 半导体表面与MIS结构
1. 半导体表面与表面态
2. 表面电场效应
3. MIS结构的电容—电压特性
学习目标
本课程全部为课堂理论教学。通过课堂讲授使学生认识半导体的物质结构和能带结构，学会半导体载流子的统计方法，理解载流子密度和其输运性质的影响因素、能理解并应用热平衡和非热平衡状态下半导体的知识分析pn结能带结构和工作原理、金属和半导体接触的能带结构和工作原理、半导体表面与MIS能带结构及其工作原理等；能考虑各种参数之间的相互影响关系。在器件设计的过程中考虑参数之间的折衷思想。培养学生识别、分析半导体基础问题的能力，并能利用基本原理知识对实验提供设计思路并对解决方案的可行性进行判断。
教学目标具体要求如下：
1能够理解半导体的晶体结构、能带结构、掺杂与缺陷、费米能级、电阻率等热平衡和非平衡状态下的各种基本概念、基本原理以及载流子密度统计分析方法并能将其用于表述pn结、金半接触、MIS结构等的相关问题。在概念理解和问题表述中要有严谨的科学态度。
2能根据复杂工程问题的要求，将pn结的能带结构、电学特性、电容特性、击穿机制和pn结的发光和光伏效应；金属和半导体接触的能带和电学特性、物理模型；MIS结构的工作原理，电学特性及其C-V特性等基本理论用于比较分析和综合评判pn结、金半接触、MIS结构等的相关问题解决方案。在分析评判的过程中引导学生多方面考虑问题，谨慎选择方案。
3能够将热平衡和非热平衡半导体的载流子密度的统计、漂移扩散运动、载流子密度的影响因素、迁移率的影响因素、电导率的影响因素、功函数的影响因素、载流子的复合与产生对半导体参数的影响、额外载流子的运动规律和电流连续性方程、半导体表面电场效应，用于理解和分析与pn结、金半接触、MIS结构等相关的工程问题的主要构成、影响因素及参数之间的相互折衷关系，能正确定义并表达pn结、金半接触、MIS结构等相关的工程问题。在理解分析问题时要从科学概念入手。
4能够理解基于光电导衰减法原理，海因斯肖克莱实验原理，载流子扩散原理，C-V特性，霍尔效应等基本实验原理和方法，对半导体的少子寿命，迁移率，电阻率，载流子密度，掺杂浓度等参数的实验测试方案能够进行论证，并认识到同一个参数可以采用不同的测试方法以及不同方法的差异性。
学习要求
本课程学习要求的课内和课外学时比例为1:3，课外包括预习，复习和作业。
考核标准
课程考核（考试和考查结合）应以考核学生能力的培养目标达成为主要目的，以检查学生对各知识点的熟悉情况为主要内容。能力目标达成评价与考核总成绩中，平时成绩占40-60%（其中作业占30-70%，随堂测验占70-30%），期末成绩占60-40%。期终考试为闭卷形式，考试内容涵盖所有章节，采用的题型有有填空，分析，计算，简答，综合应用等。
教材教参
1.《半导体物理学简明教程》（第二版）陈治明、雷天民、马剑平 机械工业出版社，2016
2.《半导体物理学》（第七版），刘恩科等，电子工业出版社，2017
3.《半导体物理学》（第二版），格伦德曼，世界图书出版公司，2014
4.《半导体器件》（第三版），施敏，耿莉等译，西安交通大学出版社，2008
5.《半导体物理学》（第二版），叶良修，高等教育出版社，2007.10
