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“半導體物理與器件物理”(801)復習提綱

一、總體要求

“半導體物理與器件物理”（801）由半導體物理、半導體器件物理二部分組成，半導體物理占60%（90分）、器件物理占40%（60分）。

“半導體物理”要求學生熟練掌握半導體的相關基礎理論，了解半導體性質以及受外界因素的影響及其變化規律。重點掌握半導體中的電子狀態和帶、半導體中的雜質和缺陷能級、半導體中載流子的統計分布、半導體的導電性、半導體中的非平衡載流子等相關知識、基本概念及相關理論，掌握半導體中載流子濃度計算、電阻(導)率計算以及運用連續性方程解決載流子濃度隨時間或位置的變化及其分布規律等。

“器件物理”要求學生掌握MOSFET器件物理的基本理論和基本的分析方法，使學生具備基本的器件分析、求解、應用能力。要求掌握MOS基本結構和電容電壓特性；MESFET器件的基本工作原理；MOSFET器件的頻率特性；MOSFET器件中的非理想效應；MOSFET器件按比例縮小理論；閾值電壓的影響因素；MOSFET的擊穿特性；掌握器件特性的基本分析方法。

“半導體物理與器件物理”（801）研究生入學考試是所學知識的總結性考試，考試水平應達到或超過本科專業相應的課程要求水平。

二、各部分復習要點

●“半導體物理”部分各章復習要點

（一）半導體中的電子狀態

1.復習內容

半導體晶體結構與化學鍵性質，半導體中電子狀態與能帶，電子的運動與有效質量，空穴，回旋共振，元素半導體和典型化合物半導體的能帶結構。

2.具體要求

半導體中的電子狀態和能帶

半導體中電子的運動和有效質量

本征半導體的導電機構

空穴的概念

回旋共振及其實驗結果

Si、Ge和典型化合物半導體的能帶結構

（二）半導體中雜志和缺陷能級

1.復習內容

元素半導體中的雜質能級，化合物半導體中的雜質能級、位錯和缺陷能級。

2.具體要求

Si和Ge晶體中的雜質能級

雜質的補償作用

深能級雜質

Ⅲ-Ⅴ族化合物半導體中的雜質能級

等電子雜質與等電子陷阱

半導體中的缺陷與位錯能級

（三）半導體中載流子的統計分布

1.復習內容

狀態密度，Fermi能級，載流子統計分布，本征和雜質半導體的載流子濃度，補償半導體的載流子濃度，簡并半導體

2.具體要求

狀態密度的定義與計算

費米能級和載流子的統計分布

本征半導體的載流子濃度

雜質半導體的載流子濃度

雜質補償半導體的載流子濃度

簡并半導體及其載流子濃度、簡并化條件、簡并半導體的特點與雜質帶導電

載流子濃度的分析計算方法及其影響載流子濃度的因素

（四）半導體的導電性

1.復習內容

載流子的漂移運動，遷移率，載流子的散射，遷移率與雜質濃度和溫度的關系，電阻率與雜質濃度和溫度的關系，強場效應與熱載流子

2.具體要求

載流子漂移運動

遷移率

載流子散射

半導體中的各種散射機制

遷移率與雜質濃度和溫度的關系

電阻率及其與雜質濃度和溫度的關系

強電場下的效應

高場疇區與Gunn效應；

（五）非平衡載流子

1.復習內容

非平衡載流子的產生與復合，非平衡載流子壽命，準費米能級，復合理論，陷阱效應，非平衡載流子載流子的擴散與漂移，愛因斯坦關系，連續性方程。

2.具體要求

非平衡載流子的注入與復合

準費米能級

非平衡載流子的壽命

復合理論

陷阱效應

載流子的擴散運動

載流子的漂移運動

Einstein關系

連續性方程的建立及其應用

●“器件物理”部分各章復習要點

（一）金屬-氧化物-半導體場效應結構物理基礎

1.復習內容

MOS結構的物理性質，能帶結構與空間電荷區，平帶電壓與閾值電壓，電容電壓特性

2.具體要求

MOS結構的物理性質

n型和p型襯底MOS電容器的能帶結構

耗盡層厚度的計算

功函數的基本概念以及金屬-半導體功函數差的計算方法

平帶電壓的定義與求解；閾值電壓的影響因素；

MOS電容的定義，理想的C-V特性；影響C-V特性的主要因素

（二）MOSFET基本工作原理

1.復習內容

MOSFET基本結構，MOSFET電流電壓關系，襯底偏置效應。MOSFET的頻率特性。閂鎖現象

2.具體要求

MOSFET電流電壓關系的定性分析，漏極電流與柵壓之間的關系；

襯偏效應的概念及影響

小信號等效電路的概念與分析方法

MOSFET器件頻率特性的影響因素

CMOS基本技術及閂鎖現象

（三）MOSFET器件的深入概念

1.復習內容

MOSFET中的非理想效應；MOSFET的按比例縮小理論；小尺寸器件的閾值電壓；MOSFET器件的擊穿特性

2.具體要求

理解實際器件與理想特性之間的偏差及其原因

器件按比例縮小的基本方法動態電路方程及其求解

短溝道效應與窄溝道效應對MOSFET器件閾值電壓的影響

MOSFET器件的各種擊穿模式，擊穿電壓的影響因素

三、試卷結構與考試方式

1、題型結構：名詞解釋、簡答題、問答題、計算題、判斷題、繪圖題等。試卷滿分為150分。

2、考試方式：閉卷，考試必須按照規定攜帶不具備編程和存儲功能的函數計算器。

3、考試時間：180分鐘。

參考書目

1、《半導體物理學》第4版，劉恩科、朱秉升、羅晉生等著，國防工業出版社，1994年。

2、《半導體物理與器件》（第三版）趙毅強等譯電子工業出版社2005年。