《化合物半導(dǎo)體材料與器件》課程教學(xué)大綱

《化合物半導(dǎo)體材料與器件》課程教學(xué)大綱課程代碼：課程中文名稱:化合物半導(dǎo)體材料與器件課程英文名稱：CompoundSemiconductorMaterialsandDevices課程性質(zhì)：選修課程學(xué)分?jǐn)?shù)：2學(xué)分課程學(xué)時數(shù)：32學(xué)時授課對象：電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本課程的前導(dǎo)課程：固體物理、半導(dǎo)體物理、場效應(yīng)器件物理一、課程簡介《化合物半導(dǎo)體材料與器件》是一門電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的專業(yè)核心課程，所涉及的專業(yè)技術(shù)內(nèi)容有：化合物半導(dǎo)體材料，化合物半導(dǎo)體器件，半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)的形成，半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)的能帶，異質(zhì)結(jié)雙極晶體管，金屬半導(dǎo)體肖特基接觸，金屬半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，調(diào)制摻雜場效應(yīng)晶體管，半導(dǎo)體光電子器件，寬帶隙化合物半導(dǎo)體器件等基礎(chǔ)化合物半導(dǎo)體材料和器件知識。旨在培養(yǎng)電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的學(xué)生，能夠在半導(dǎo)體領(lǐng)域內(nèi)掌握相關(guān)理論基礎(chǔ)和器件結(jié)構(gòu)的技術(shù)人才。二、教學(xué)基本內(nèi)容和要求第一章化合物半導(dǎo)體材料與器件基礎(chǔ)主要教學(xué)內(nèi)容：（1）、半導(dǎo)體材料的分類；（2）、化合物半導(dǎo)體材料晶格結(jié)構(gòu)；（3）、化合物半導(dǎo)體材料化學(xué)鍵和極化；（4）、化合物半導(dǎo)體材料能帶結(jié)構(gòu)；（5）、化合物半導(dǎo)體材料施主和受主能級；（6）、化合物半導(dǎo)體材料載流子遷移率；（7）、化合物半導(dǎo)體器件的發(fā)展方向。教學(xué)要求：1）、了解元素半導(dǎo)體、化合物半導(dǎo)體、半導(dǎo)體固溶體概念和種類。2）、了解化合物半導(dǎo)體器件的發(fā)展方向。3）、理解化合物半導(dǎo)體材料的晶格結(jié)構(gòu)、化學(xué)鍵和極化。4）、掌握化合物半導(dǎo)體材料的能帶結(jié)構(gòu)、施主和受主能級以及載流子遷移率。重點(diǎn)：掌握化合物半導(dǎo)體材料的能帶結(jié)構(gòu)、施主和受主能級。難點(diǎn)：掌握化合物半導(dǎo)體的載流子遷移率。第二章半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)主要教學(xué)內(nèi)容：（1）、異質(zhì)結(jié)的形成；（2）、異質(zhì)結(jié)的能帶圖；（3）、突變異質(zhì)結(jié)的伏安特性和注入特性；（4）、異質(zhì)結(jié)的超注入現(xiàn)象；（5）、二維電子氣的形成及能態(tài)；（6）、多量子阱與超晶格。教學(xué)要求：1）、理解異質(zhì)結(jié)的概念。2）、理解異質(zhì)結(jié)的能帶圖。3）、了解二維電子氣的形成和能態(tài)。重點(diǎn)：掌握半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)能帶結(jié)構(gòu)。難點(diǎn)：量子阱與二維電子氣。第三章異質(zhì)結(jié)雙極晶體管主要教學(xué)內(nèi)容：（1）、異質(zhì)結(jié)雙極晶體管的基本結(jié)構(gòu)；（2）、異質(zhì)結(jié)雙極晶體管的增益，異質(zhì)結(jié)雙極晶體管的頻率特性；（3）、先進(jìn)的異質(zhì)結(jié)雙極晶體管。教學(xué)要求：1）、掌握異質(zhì)結(jié)雙極晶體管的基本結(jié)構(gòu)。2）、了解異質(zhì)結(jié)雙極晶體管的增益特性。3）、掌握異質(zhì)結(jié)雙極晶體管的頻率特性。4）、了解先進(jìn)的異質(zhì)結(jié)雙極晶體管。重點(diǎn)：異質(zhì)結(jié)雙極晶體管的增益。難點(diǎn)：異質(zhì)結(jié)雙極晶體管的頻率特性。第四章化合物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管主要教學(xué)內(nèi)容：（1）、金屬半導(dǎo)體肖特基接觸；（2）、金屬半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管；（3）、調(diào)制摻雜場效應(yīng)晶體管。教學(xué)要求：1）、了解金屬半導(dǎo)體肖特基接觸的基本模型。2）、掌握金屬半導(dǎo)體肖特基接觸的能帶結(jié)構(gòu)。3）、了解金屬半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的器件結(jié)構(gòu)和特性。重點(diǎn)：金屬半導(dǎo)體肖特基接觸的能帶結(jié)構(gòu)，金屬半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的工作原理。難點(diǎn)：金屬半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的噪聲理論。第五章半導(dǎo)體光電子器件主要教學(xué)內(nèi)容：（1）、半導(dǎo)體的光學(xué)性質(zhì)；（2）、太陽能電池；（3）、光電探測器件；（4）、發(fā)光二極管和半導(dǎo)體激光器。教學(xué)要求:1）、了解光的本質(zhì)。2）、掌握半導(dǎo)體的輻射躍遷，半導(dǎo)體光吸收原理和光伏效應(yīng)。3）、掌握太陽能電池pn結(jié)電流-電壓特性。4）、掌握光電探測器件的原理和結(jié)構(gòu)。5）、理解發(fā)光二極管和半導(dǎo)體激光器的特性。重點(diǎn)：掌握半導(dǎo)體的輻射躍遷，半導(dǎo)體光吸收原理和光伏效應(yīng)；掌握太陽能電池pn結(jié)電流-電壓特性。難點(diǎn)：掌握光電探測器件的原理和結(jié)構(gòu)；理解發(fā)光二極管和半導(dǎo)體激光器的特性。第六章寬帶隙化合物半導(dǎo)體器件（6學(xué)時）主要教學(xué)內(nèi)容：（1）、寬帶隙半導(dǎo)體材料基本特性；（2）、碳化硅器件及其應(yīng)用；（3）、氮化鎵器件及其應(yīng)用；（4）、其他寬帶隙半導(dǎo)體器件教學(xué)要求：1）、掌握寬帶隙半導(dǎo)體材料基本特性2）、了解碳化硅器件及其應(yīng)用3）、了解氮化鎵器件及其應(yīng)用重點(diǎn)：掌握寬帶隙半導(dǎo)體材料基本特性難點(diǎn)：掌握碳化硅器件及其應(yīng)用和氮化鎵器件及其應(yīng)用。三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容及基本要求無四、教學(xué)方法與手段化合物半導(dǎo)體材料與器件這門課程主要采用講授法、討論法等方法進(jìn)行教學(xué)。教學(xué)手段采用多媒體教學(xué)為主，多種教學(xué)方式為輔。五、教學(xué)學(xué)時分配章節(jié)與內(nèi)容課時作業(yè)量備注第一章化合物半導(dǎo)體材料與器件基礎(chǔ)8學(xué)時2講課7學(xué)時習(xí)題1學(xué)時第二章半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)4學(xué)時1講課4學(xué)時第三章異質(zhì)結(jié)雙極晶體管4學(xué)時1講課4學(xué)時第四章化合物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管4學(xué)時1講課4學(xué)時第五章半導(dǎo)體光電子器件8學(xué)時2講課7學(xué)時習(xí)題1學(xué)時第六章寬帶隙化合物半導(dǎo)體器件4學(xué)時1講課4學(xué)時合計(jì)32學(xué)時8講課30學(xué)時習(xí)題2學(xué)時六、考核方式與成績評定標(biāo)準(zhǔn)1、考核方法:平時成績加期末考試成績綜合評定2、成績評定：期末試卷考核成績60%+平時成績(出勤率與作業(yè)成績)4