电子科技大学“半导体物理”2007年工程硕士入学考试大纲

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考试科目：半导体物理
考试书目 作者 出版社 出版时间
《半导体物理学》 刘恩科等 电子工业出版社
参考书目 作者 出版社
半导体物理习题与问题解答 田敬民 电子工业出版社
大纲内容
第一章、半导体中的电子状态
1.了解半导体的三种常见晶体结构即金刚石型、闪锌矿和纤锌矿型结构；以及两种化合键即共价键和离子键在不同结构中的特点；
2.了解电子的共有化运动；
3.理解能带不同形式导带、价带、禁带的形成；导体、半导体、绝缘体的能带与导电性能的差异；
4.掌握本征激发的概念；
5.解半导体中电子的平均速度和加速度；
6.掌握半导体有效质量的概念、意义和计算；
7.理解本征半导体的导电机构；
8.掌握半导体空穴的概念及其特点；
9.了解典型半导体材料锗、硅、砷化镓和锗硅的能带结构；

重要术语：
1.允带
2.电子的有效质量
3.禁带
4.本征半导体
5.本征激发
6.空穴
7.空穴的有效质量

知识点：学完本章后，学生应具备以下能力：
1.对单晶中的允带和禁带的概念进行定性的讨论；
2.讨论硅中能带的分裂；
3.根据k-k关系曲线论述有效质量的定义，并讨论它对于晶体中粒子运动的意义；
4.本征半导体与本征激发的概念；
5.讨论空穴的概念；
6.定性地讨论金属、绝缘体和半导体在能带方面的差异；

第二章、半导体中的杂质和缺陷能级

1.掌握锗、硅晶体中的浅能级形成原因，多子和少子的概念；
2.了解浅能级杂质电离能的计算；
3.了解杂质补偿作用及其产生的原因；
4.了解锗、硅晶体中深能级杂质的特点和作用；
5.了解iii-v族化合物中的杂质能级的形成及特点；
6.了解等电子陷阱、等电子络合物以及两性杂质的概念；
7.了解缺陷（主要是两类点缺陷弗仑克耳缺陷和肖脱基缺陷）、位错（一种线缺陷）施主或受主能级的形成；

重要术语
1.受主原子
2.载流子电荷
3.补偿半导体
4.完全电离
5.施主原子
6.非本征半导体
7.束缚态

知识点：学完本章后，学生应具备如下能力：
1.描述半导体内掺人施主与受主杂质后的影响；
2.理解完全电离的概念；

第三章 热平衡时半导体中载流子的统计分布
1.理解状态密度，费米能级的概念；
2.理解载流子的费米统计分布和波尔兹曼统计分布；
3.掌握本征半导体的载流子浓度和费米能级公式推导和计算；
4.掌握非简并半导体载流子浓度和费米能级公式推导和计算、杂质半导体的载流子浓度以及费米能级随掺杂浓度以及温度变化的规律；
5.了解简并半导体及其简并化条件；

重要术语
1.完全电离
2.简并半导体
3.有效状态密度
4.费米概率分布函数
5.玻尔兹曼近似
6.本征载流子浓度ni
7.本征费米能级efi
8.非简并半导体

知识点：学完本章后，学生应具备如下能力：
1.讨论有效状态密度函数；
2.理解费米-狄拉克分布函数和费米能级的意义；
3.推导出热平衡电子浓度与空穴浓度关于费米能级的表达式；
4.推导出本征载流子浓度的表达式；
5.说出 t＝300 k下si的本征载流于浓度值；
6.推导出本征费米能级的表达式；
7.掌握公式ni2＝n；p；的推导过程；
8.描述简并与非简并半导体的概念；
9.讨论电中性的概念；
10.推导出n；与p；关于掺杂浓度的表达式；
11.描述费米能级随温度与掺杂浓度的变化情况；

第四章 半导体的导电性
1.了解载流子的热运动特点；
2.掌握迁移率、电导率、杂质散射、晶格散射等概念；
3.理解载流子的漂移运动；
4.理解载流子的散射理论；
5.掌握迁移率、电阻率与杂质浓度和温度的关系等；
6.了解强电场效应、多能谷散射、热电子效应；

重要术语：
1.电导率
2.漂移
3.漂移电流
4.漂移速度
5.电离杂质散射
6.晶格散射
7.迁移率
8.电阻率

知识点：学完本章后，学生应具备如下能力：
1.论述载流子漂移电流密度；
2.解释为什么在外加电场作用下载流子达到平均漂移速度；
3.论述晶格散射和杂质散射机制；
4.定义迁移率，并论述迁移率对温度和电离杂质浓度的依赖关系；
5.论述电阻率对温度和电离杂质浓度的依赖关系；

第五章 非平衡载流子
1.了解非平衡载流子；
2.了解非平衡载流子的注人与复合；
3.掌握非平衡载流子的寿命；
4.掌握准费米能级；
5.掌握复合理论；
6.了解陷阱效应；
7.掌握载流子的扩散运动及其计算；
8.了解爱因斯坦关系；
9.了解连续性方程；

重要术语：
1.非平衡载流子的产生
2.非平衡载流子的复合
3.非平衡载流子
4.非平衡少子寿命产生率
5.小注入
6.少子扩散长度
7.准费米能级
8.复合率
9.表面态

知识点：学完本章后，学生应具备如下能力：
1.论述非平衡载流子产生和复合的概念；
2.论述过剩载流子寿命的概念；
3.论述电子和空穴与时间无关的扩散方程的推导过程；
4.理解在小注人状态和非本征半导体中，双极输运方程系数可以归纳为少子系数的结论；
5.描述电子和空穴的准费米能级；
6.描述给定浓度的过剩载流子的复合率；
7.了解过剩载流子浓度的表面效应；

第七章 金属和半导体的接触
1.了解功函数的概念；
2.理解肖特基势垒高度；
3.掌握金属和半导体接触的整流理论；
4.了解少数载流子的注人；
5.理解欧姆接触；
6.了解镜像力降低效应；
7.了解隧道效应降低效应；
8.理解欧姆接触和隧道效应；

重要术语：
1.功函数
2.肖特基势垒
3.金属和半导体接触
4.少数载流子的注人
5.欧姆接触
6.镜像力
7.隧道效应

知识点：学完本章后，学生应具备如下能力：
1.能大致画出肖特基势垒二极管在零偏、反偏以及正偏时的能带图；
2.描述肖特基势垒二极管正、反偏时的电荷流动情况；
3.解释肖特基势垒降低现象以及这种现象对肖特基势垒二极管反向饱和电流的影响；
4.解释表面态对肖特基势垒二极管的影响；
5.解释欧姆接触；

第八章 半导体表面与mis结构
1.掌握半导体表面理论；
2.掌握表面电场效应；
3.了解表面态；
4.掌握mis结构的电容-电压特性；
5.了解硅二氧化硅系统的性质；

重要术语：
1.积累层电荷
2.反型层电荷
3.平带电压
4.界面态
5.金属-半导体功函数差
6.临界反型
7.栅氧化层电容
8.强反型
9.阈值电压
10.弱反型

知识点：学完本章后，学生应该具备如下能力：
1.绘出在不同偏置条件下的mos结构的能带图；
2.描述mos结构中反型层电荷的产生过程；
3.分析当反型层形成时空间电荷宽度达到最大值的原因；
4.分析金属-半导体功函数差的意义；
5.描述平带电压的意义；
6.定义阈值电压；
7.绘出高、低频时n、p型衬底mos电容器的c－v特性曲线；
8.分析c-v特性曲线中固定电荷的影响；