第一篇：半導體物理物理教案(03級)

課 程 教 案

學院、部：材料與能源學院

系、所；微電子工程系

授課教師：魏愛香，張海燕

課程名稱；半導體物理

課程學時：64

實驗學時：8

教材名稱：半導體物理學

2005年9-12 月

授課類型：理論課 授課時間：2節

授課題目（教學章節或主題）：

第一章半導體的電子狀態

1.1半導體中的晶格結構和結合性質

1.2半導體中的電子狀態和能帶

本授課單元教學目標或要求：

了解半導體材料的三種典型的晶格結構和結合性質；理解半導體中的電子態, 定性分析說明能帶形成的物理原因，掌握導體、半導體、絕緣體的能帶結構的特點

本授課單元教學內容（包括基本內容、重點、難點，以及引導學生解決重點難點的方法、例題等）：

1．半導體的晶格結構：金剛石型結構；閃鋅礦型結構；纖鋅礦型結構

2．原子的能級和晶體的能帶

3．半導體中電子的狀態和能帶（重點，難點）

4．導體、半導體和絕緣體的能帶（重點）

研究晶體中電子狀態的理論稱為能帶論，在前一學期的《固體物理》課程中已經比較完整地介紹了，本節把重要的內容和思想做簡要的回顧。

本授課單元教學手段與方法：

采用ppt課件和黑板板書相結合的方法講授

本授課單元思考題、討論題、作業：

作業題：44頁1題

本授課單元參考資料（含參考書、文獻等，必要時可列出）

1.劉恩科，朱秉升等《半導體物理學》，電子工業出版社2005

2.田敬民，張聲良《半導體物理學學習輔導與典型題解》電子工業出版社2005

3.施敏著，趙鶴鳴等譯，《半導體器件物理與工藝》，蘇州大學出版社，2002

4.方俊鑫，陸棟，《固體物理學》上?？茖W技術出版社

5．曾謹言，《量子力學》科學出版社

注：1.每單元頁面大小可自行添減；2.一個授課單元為一個教案；3.“重點”、“難點”、“教學手段與方法”部分要盡量具體；4.授課類型指：理論課、討論課、實驗或實習課、練習或習題課。

授課類型：理論課 授課時間：2節

授課題目（教學章節或主題）：

第一章半導體的電子狀態

1.3半導體中的電子運動——有效質量

1.4本征半導體的導電機構——空穴

本授課單元教學目標或要求：

理解有效質量和空穴的物理意義，已知e（k）表達式，能求電子和空穴的有效質量，速度和加速度

本授課單元教學內容（包括基本內容、重點、難點，以及引導學生解決重點難點的方法、例題等）：

1．半導體中e（k）與k的關系（重點，難點）

2．半導體中電子的平均速度

3．半導體中電子的加速度

4．有效質量的物理意義（重點，難點）

5．本征半導體的導電機構— 空穴（重點）

補充2各課外討論題和例題

1.2.出版社2005

3.2002

4.本授課單元教學手段與方法： 采用ppt課件和黑板板書相結合的方法講授 本授課單元思考題、討論題、作業： 作業題：44頁2題，補充課外作業題1個 本授課單元參考資料（含參考書、文獻等，必要時可列出）劉恩科，朱秉升等《半導體物理學》，電子工業出版社2005 田敬民，張聲良《半導體物理學學習輔導與典型題解》電子工業施敏著，趙鶴鳴等譯，《半導體器件物理與工藝》，蘇州大學出版社，方俊鑫，陸棟，《固體物理學》上海科學技術出版社

5．曾謹言，《量子力學》科學出版社

注：1.每單元頁面大小可自行添減；2.一個授課單元為一個教案；3.“重點”、“難點”、“教學手段與方法”部分要盡量具體；4.授課類型指：理論課、討論課、實驗或實習課、練習或習題課。

授課類型：理論課 授課時間：2節

授課題目（教學章節或主題）：

第一章半導體的電子狀態

1.5 回旋共振（了解）

1.6 硅和鍺的能帶結構（了解）

1.7 ⅲ-ⅴ族化合物半導體的能帶結構（了解）

1.8 ⅱ-ⅵ族化合物半導體的能帶結構（了解）

1.9 si1-xgex合金的能帶結構（了解）

1.10寬帶隙半導體材料（了解）

本授課單元教學目標或要求：

對于給定的能帶圖能確定導帶底，價帶頂的位置及能隙的大小，能辨別能帶的簡并度 了解各種半導體材料的能帶結構特點。

本授課單元教學內容（包括基本內容、重點、難點，以及引導學生解決重點難點的方法、例題等）：

1． k空間的等能面

2．介紹硅、鍺、ⅲ-ⅴ族化合物、ⅲ-ⅴ族化合物、si1-xgex合金和寬帶隙半導體材料的能帶圖 本授課單元教學手段與方法：

采用ppt課件講授

本授課單元思考題、討論題、作業：

作業題：44頁3，4題

本授課單元參考資料（含參考書、文獻等，必要時可列出）

1.劉恩科，朱秉升等《半導體物理學》，電子工業出版社2005

2.田敬民，張聲良《半導體物理學學習輔導與典型題解》電子工業出版社2005

3.施敏著，趙鶴鳴等譯，《半導體器件物理與工藝》，蘇州大學出版社，2002

4.方俊鑫，陸棟，《固體物理學》上?？茖W技術出版社

5．曾謹言，《量子力學》科學出版社

注：1.每單元頁面大小可自行添減；2.一個授課單元為一個教案；3.“重點”、“難點”、“教學手段與方法”部分要盡量具體；4.授課類型指：理論課、討論課、實驗或實習課、練習或習題課。

授課類型：理論課 授課時間：2節

授課題目（教學章節或主題）：

第二章半導體中的雜質和缺陷能級（4學時）

2.1硅、鍺晶體的雜質能級（掌握）

本授課單元教學目標或要求：

掌握硅、鍺晶體中的施主雜質和施主能級，受主雜質和受主能級和深能級雜質

本授課單元教學內容（包括基本內容、重點、難點，以及引導學生解決重點難點的方法、例題等）：

1．替位式雜質 間隙式雜質

2．施主雜質、施主能級（重點）

3．受主雜質、受主能級（重點）

4．淺能級雜質電離能的簡單計算

1.2.出版社2005 ．雜質的補償作用（重點）．深能級雜質 本授課單元教學手段與方法： 采用ppt課件講授 本授課單元思考題、討論題、作業： 思考題：習題6 討論題：習題1 作業題：習題2，3，7 本授課單元參考資料（含參考書、文獻等，必要時可列出）劉恩科，朱秉升等《半導體物理學》，電子工業出版社2005 田敬民，張聲良《半導體物理學學習輔導與典型題解》電子工業

3.施敏著，趙鶴鳴等譯，《半導體器件物理與工藝》，蘇州大學出版社，2002

4.方俊鑫，陸棟，《固體物理學》上?？茖W技術出版社

5．曾謹言，《量子力學》科學出版社

注：1.每單元頁面大小可自行添減；2.一個授課單元為一個教案；3.“重點”、“難點”、“教學手段與方法”部分要盡量具體；4.授課類型指：理論課、討論課、實驗或實習課、練習或習題課。

授課類型：理論課 授課時間：2節

授課題目（教學章節或主題）：

第二章半導體中的雜質和缺陷能級（4學時）

2.2 iii—v族化合物的雜質能級（了解）

2.3缺陷、位錯能級（了解）

本授課單元教學目標或要求：

了解以gaas為代表的iii—v族化合物半導體中雜質能級的情況。

了解半導體中的缺陷和位錯的能級

本授課單元教學內容（包括基本內容、重點、難點，以及引導學生解決重點難點的方法、例題等）： 概括敘述各類雜質（ⅰ族元素，ⅱ族元素，ⅲ族元素，ⅳ族元素，ⅴ族元素，ⅵ族元素和過渡元素）在iii—v族化合物gaas和gap中的雜質能級。

介紹半導體中的點缺陷和位錯。

本授課單元教學手段與方法：

采用ppt課件講授

本授課單元思考題、討論題、作業：

作業題：62頁7題

本授課單元參考資料（含參考書、文獻等，必要時可列出）

1.劉恩科，朱秉升等《半導體物理學》，電子工業出版社2005

2.田敬民，張聲良《半導體物理學學習輔導與典型題解》電子工業出版社2005

3.施敏著，趙鶴鳴等譯，《半導體器件物理與工藝》，蘇州大學出版社，2002

4.方俊鑫，陸棟，《固體物理學》上?？茖W技術出版社

5．曾謹言，《量子力學》科學出版社

注：1.每單元頁面大小可自行添減；2.一個授課單元為一個教案；3.“重點”、“難點”、“教學手段與方法”部分要盡量具體；4.授課類型指：理論課、討論課、實驗或實習課、練習或習題課。

授課類型：理論課 授課時間：2節

授課題目（教學章節或主題）：

第三章半導體中的載流子的統計分布

3.1狀態密度

3.2費米能級和載流子的統計分布

本授課單元教學目標或要求：

理解k空間和狀態密度的意義，掌握在k空間中電子態密度的計算方法

理解半導體中費米能級的物理意義，掌握費米分布函數和玻耳滋蔓分布函數的意義及其應用 本授課單元教學內容（包括基本內容、重點、難點，以及引導學生解決重點難點的方法、例題等）：

1． k空間中量子態的分布

2． 狀態密度（重點）

3． 費米分布函數的表達式、意義及應用（重點，難點）

4． 費米能級的物理意義（重點，難點）

5． 玻耳滋蔓分布函數的意義及其應用（重點，難點）

這一次課的重點是讓學生理解和掌握這些基本的物理概念，為后續章節的學習打好基礎，所以課堂上主要通過5個課外實例的分析和解答加深對這些概念的理解和應用。

例題：5個，見講稿。

本授課單元教學手段與方法：

采用黑板板書的方法講授

本授課單元思考題、討論題、作業：

思考題：習題2題和3題 作業題：習題1題和4題

本授課單元參考資料（含參考書、文獻等，必要時可列出）

1.劉恩科，朱秉升等《半導體物理學》，電子工業出版社2005

2.田敬民，張聲良《半導體物理學學習輔導與典型題解》電子工業出版社2005

3.施敏著，趙鶴鳴等譯，《半導體器件物理與工藝》，蘇州大學出版社，2002

4.方俊鑫，陸棟，《固體物理學》上?？茖W技術出版社

5．曾謹言，《量子力學》科學出版社

注：1.每單元頁面大小可自行添減；2.一個授課單元為一個教案；3.“重點”、“難點”、“教學手段與方法”部分要盡量具體；4.授課類型指：理論課、討論課、實驗或實習課、練習或習題課。

授課類型：理論課 授課時間：2節

授課題目（教學章節或主題）：

第三章半導體中的載流子的統計分布

3.2費米能級和載流子的統計分布

3.3本征半導體的載流子濃度

本授課單元教學目標或要求：

掌握導帶中電子濃度和價帶中的空穴濃度的計算方法，能熟練應用電子濃度和空穴濃度的公式分析問題、解決問題。理解和掌握本征半導體中的載流子濃度和費米能級的計算方法

本授課單元教學內容（包括基本內容、重點、難點，以及引導學生解決重點難點的方法、例題等）：

1． 導帶中電子濃度的公式推導、結果分析和應用（重點，難點）

2． 價帶中空穴濃度的公式推導、結果分析和應用（重點，難點）

3． nc和nv的物理意義

4． 本征半導體的費米能級和載流子濃度（重點，難點）

結合上次課的物理概念，推導導帶電子和價帶空穴的濃度的計算公式，這是半導體中最重要的公式之一。交代清楚每一步的物理意義就容易理解推導的過程和結果。重點要求學生掌握結果的分析和應用。舉3個實例讓學生掌握公式的應用方法。

本授課單元教學手段與方法：

采用黑板板書的方法講授

本授課單元思考題、討論題、作業：

思考題：補充 作業題：習題6題和7題

本授課單元參考資料（含參考書、文獻等，必要時可列出）

1.劉恩科，朱秉升等《半導體物理學》，電子工業出版社2005

2.田敬民，張聲良《半導體物理學學習輔導與典型題解》電子工業出版社2005

3.施敏著，趙鶴鳴等譯，《半導體器件物理與工藝》，蘇州大學出版社，2002

4.方俊鑫，陸棟，《固體物理學》上?？茖W技術出版社

5．曾謹言，《量子力學》科學出版社

注：1.每單元頁面大小可自行添減；2.一個授課單元為一個教案；3.“重點”、“難點”、“教學手段與方法”部分要盡量具體；4.授課類型指：理論課、討論課、實驗或實習課、練習或習題課。

授課類型：理論課 授課時間：2節

授課題目（教學章節或主題）：

第三章半導體中的載流子的統計分布

3.4雜質半導體的載流子濃度

本授課單元教學目標或要求：

理解和掌握雜質半導體中的載流子濃度和費米能級在不同溫度和不同摻雜濃度下的計算和分析方法，并能用圖示的方法畫出不同溫度下雜質的電離和載流子分布的示意圖，能畫出費米能級和載流子濃度隨溫度和摻雜濃度的變化圖

本授課單元教學內容（包括基本內容、重點、難點，以及引導學生解決重點難點的方法、例題等）：

1．雜質能級上的電子和空穴

2．n型半導體的載流子濃度：分五個溫區分析，分別是低溫弱電離區，中間電離區，強電離區，過渡區和高溫本征激發區（重點和難點）

3.上述分析方法和結果可類比于p型半導體

4．少數載流子的濃度

課堂上盡可能把抽象的結果用直觀圖示的方法表達出來，結合2個實例教學生分析問題的方法。本授課單元教學手段與方法：

采用黑板板書的方法講授

本授課單元思考題、討論題、作業：

思考題：補充題 作業題：習題9，13

本授課單元參考資料（含參考書、文獻等，必要時可列出）

1.劉恩科，朱秉升等《半導體物理學》，電子工業出版社2005

2.田敬民，張聲良《半導體物理學學習輔導與典型題解》電子工業出版社2005

3.施敏著，趙鶴鳴等譯，《半導體器件物理與工藝》，蘇州大學出版社，2002

4.方俊鑫，陸棟，《固體物理學》上海科學技術出版社

5．曾謹言，《量子力學》科學出版社

注：1.每單元頁面大小可自行添減；2.一個授課單元為一個教案；3.“重點”、“難點”、“教學手段與方法”部分要盡量具體；4.授課類型指：理論課、討論課、實驗或實習課、練習或習題課。

授課類型：理論課 授課時間：2節

授課題目（教學章節或主題）：

第三章半導體中的載流子的統計分布

3.4雜質半導體的載流子濃度

3.5一般情況下的載流子統計分布

本授課單元教學目標或要求：

一節課用于復習總結上次課的重點，再講2個例題，加深學生對問題的理解和掌握。

理解在同時含有失主和受主雜質的半導體中，利用電中性條件，求解不同溫度下載流子濃度和費米能級位置的方法

本授課單元教學內容（包括基本內容、重點、難點，以及引導學生解決重點難點的方法、例題等）：

1．總結和分析3.4節的主要結果，講解例題

2．分析在同時含有失主和受主雜質的一般情況下，求解不同溫度下載流子濃度和費米能級位置的方法（難點）

著重分析物理方法和思想，不需記憶很煩瑣的數學公式。

本授課單元教學手段與方法：

采用黑板板書的方法講授

本授課單元思考題、討論題、作業：

討論題：習題15 作業題：習題14，18

本授課單元參考資料（含參考書、文獻等，必要時可列出）

1.劉恩科，朱秉升等《半導體物理學》，電子工業出版社2005

2.田敬民，張聲良《半導體物理學學習輔導與典型題解》電子工業出版社2005

3.施敏著，趙鶴鳴等譯，《半導體器件物理與工藝》，蘇州大學出版社，2002

4.方俊鑫，陸棟，《固體物理學》上海科學技術出版社

5．曾謹言，《量子力學》科學出版社

注：1.每單元頁面大小可自行添減；2.一個授課單元為一個教案；3.“重點”、“難點”、“教學手段與方法”部分要盡量具體；4.授課類型指：理論課、討論課、實驗或實習課、練習或習題課。

授課類型：理論課 授課時間：2節

授課題目（教學章節或主題）：

第三章半導體中的載流子的統計分布

3.6簡并半導體

本授課單元教學目標或要求：

理解簡并半導體的定義和簡并化的條件；掌握簡并半導體載流子濃度的計算方法。了解低溫載流子凍析效應和禁帶變窄效應。

本授課單元教學內容（包括基本內容、重點、難點，以及引導學生解決重點難點的方法、例題等）：

1． 簡并半導體的載流子濃度

2． 簡并化條件（重點）

3． 低溫載流子凍析效應

4．禁帶變窄效應

本授課單元教學手段與方法：

采用黑板板書的方法講授

本授課單元思考題、討論題、作業：

作業題：習題20，21

本授課單元參考資料（含參考書、文獻等，必要時可列出）

1.劉恩科，朱秉升等《半導體物理學》，電子工業出版社2005

2.田敬民，張聲良《半導體物理學學習輔導與典型題解》電子工業出版社2005

3.施敏著，趙鶴鳴等譯，《半導體器件物理與工藝》，蘇州大學出版社，2002

4.方俊鑫，陸棟，《固體物理學》上?？茖W技術出版社

5．曾謹言，《量子力學》科學出版社

注：1.每單元頁面大小可自行添減；2.一個授課單元為一個教案；3.“重點”、“難點”、“教學手段與方法”部分要盡量具體；4.授課類型指：理論課、討論課、實驗或實習課、練習或習題課。

授課類型：理論課 授課時間：2節

授課題目（教學章節或主題）：

習題課

本授課單元教學目標或要求：

總結第一到第三章的主要概念、理論和公式

講解習題中存在的主要問題，講解課外例題

本授課單元教學內容（包括基本內容、重點、難點，以及引導學生解決重點難點的方法、例題等）： 總結第一到第三章的主要概念、理論和公式

講解習題中存在的主要問題，講解課外例題

本授課單元教學手段與方法：

采用ppt課件和黑板板書相結合的方法講授

1.2.出版社2005

3.2002

4.5 本授課單元思考題、討論題、作業： 作業題：復習1-3章。本授課單元參考資料（含參考書、文獻等，必要時可列出）劉恩科，朱秉升等《半導體物理學》，電子工業出版社2005 田敬民，張聲良《半導體物理學學習輔導與典型題解》電子工業施敏著，趙鶴鳴等譯，《半導體器件物理與工藝》，蘇州大學出版社，方俊鑫，陸棟，《固體物理學》上?？茖W技術出版社 ．曾謹言，《量子力學》科學出版社

注：1.每單元頁面大小可自行添減；2.一個授課單元為一個教案；3.“重點”、“難點”、“教學手段與方法”部分要盡量具體；4.授課類型指：理論課、討論課、實驗或實習課、練習或習題課。

授課類型：理論課 授課時間：2節

授課題目（教學章節或主題）：

第四章半導體的導電性

4.1載流子的漂移運動和遷移率

4.2載流子的散射

本授課單元教學目標或要求：

理解半導體中的漂移運動和描述漂移運動的物理量-遷移率，掌握半導體的電導率與遷移率的關系式。理解半導體中載流子散射的概念，了解半導體中主要的散射機構。

本授課單元教學內容（包括基本內容、重點、難點，以及引導學生解決重點難點的方法、例題等）：

1． 歐姆定律的微分形式

2． 半導體中的漂移運動-漂移速度和遷移率（重點）

3．半導體的電導率和遷移率的關系（重點）

4．載流子散射的概念

5．半導體中主要的散射機構

本授課單元教學手段與方法：

采用ppt課件和黑板板書相結合的方法講授

本授課單元思考題、討論題、作業：

思考題：習題1 討論題： 作業題：習題2，4，7

本授課單元參考資料（含參考書、文獻等，必要時可列出）

1.劉恩科，朱秉升等《半導體物理學》，電子工業出版社2005

2.田敬民，張聲良《半導體物理學學習輔導與典型題解》電子工業出版社2005

3.施敏著，趙鶴鳴等譯，《半導體器件物理與工藝》，蘇州大學出版社，2002

4.方俊鑫，陸棟，《固體物理學》上海科學技術出版社

5．曾謹言，《量子力學》科學出版社

注：1.每單元頁面大小可自行添減；2.一個授課單元為一個教案；3.“重點”、“難點”、“教學手段與方法”部分要盡量具體；4.授課類型指：理論課、討論課、實驗或實習課、練習或習題課。

授課類型：理論課 授課時間：2節

授課題目（教學章節或主題）：

第四章半導體的導電性

4.3遷移率與雜質濃度和溫度的關系

4.4電阻率及其與雜質濃度和溫度關系

本授課單元教學目標或要求：

掌握半導體的遷移率與雜質濃度和溫度的關系

掌握半導體的電阻率與雜質濃度和溫度關系

本授課單元教學內容（包括基本內容、重點、難點，以及引導學生解決重點難點的方法、例題等）：

1．平均自由時間和散射概率的關系

2． 遷移率與平均自由時間的關系

3． 遷移率與雜質和溫度的關系（重點）

4． 電阻率與雜質濃度的關系（重點）

5． 電阻率隨溫度的變化（重點）

例題：144頁9，16，17

本授課單元教學手段與方法：

采用ppt課件和黑板板書相結合的方法講授

本授課單元思考題、討論題、作業：

思考題：習題12 討論題： 作業題：習題13，15，18

本授課單元參考資料（含參考書、文獻等，必要時可列出）

1.劉恩科，朱秉升等《半導體物理學》，電子工業出版社2005

2.田敬民，張聲良《半導體物理學學習輔導與典型題解》電子工業出版社2005

3.施敏著，趙鶴鳴等譯，《半導體器件物理與工藝》，蘇州大學出版社，2002

4.方俊鑫，陸棟，《固體物理學》上?？茖W技術出版社

5．曾謹言，《量子力學》科學出版社

注：1.每單元頁面大小可自行添減；2.一個授課單元為一個教案；3.“重點”、“難點”、“教學手段與方法”部分要盡量具體；4.授課類型指：理論課、討論課、實驗或實習課、練習或習題課。

授課類型：理論課 授課時間：2節

授課題目（教學章節或主題）：

第五章非平衡載流子

5.1非平衡載流子的注入與復合 5.2非平衡載流子的壽命

5.3準費米能級

本授課單元教學目標或要求：

理解非平衡載流子的概念，非平衡載流子的產生、復合和壽命；理解小注入和大注入的概念和條件，理解準費米能級的概念和非平衡狀態下載流子濃度的表達式

本授課單元教學內容（包括基本內容、重點、難點，以及引導學生解決重點難點的方法、例題等）：

1．非平衡載流子的概念

2．舉例說明非平衡載流子的產生和復合過程（重點）

3．小注入和大注入的概念和條件

4．非平衡載流子的壽命（重點）

5．準費米能級（難點）

6．非平衡狀態下載流子濃度的表達式（重點）

上述這些概念是半導體物理中最重要的基本概念，這次課的重點是讓學生理解和掌握這些概念及其物理意義。

本授課單元教學手段與方法：

采用黑板板書的方法講授

本授課單元思考題、討論題、作業：

思考題：習題1 討論題：習題6 作業題：習題2，4，7

本授課單元參考資料（含參考書、文獻等，必要時可列出）

1.劉恩科，朱秉升等《半導體物理學》，電子工業出版社2005

2.田敬民，張聲良《半導體物理學學習輔導與典型題解》電子工業出版社2005

3.施敏著，趙鶴鳴等譯，《半導體器件物理與工藝》，蘇州大學出版社，2002

4.方俊鑫，陸棟，《固體物理學》上?？茖W技術出版社

5．曾謹言，《量子力學》科學出版社

注：1.每單元頁面大小可自行添減；2.一個授課單元為一個教案；3.“重點”、“難點”、“教學手段與方法”部分要盡量具體；4.授課類型指：理論課、討論課、實驗或實習課、練習或習題課。

授課類型：理論課 授課時間：2節

授課題目（教學章節或主題）：

第五章非平衡載流子

5．4 復合理論

本授課單元教學目標或要求：

理解半導體中的直接復合、間接復合、表面復合和俄歇復合的基本概念。

本授課單元教學內容（包括基本內容、重點、難點，以及引導學生解決重點難點的方法、例題等）：

1．直接復合 2．間接復合 3．表面復合 4．俄歇復合 本授課單元教學手段與方法：

采用黑板板書的方法講授

本授課單元思考題、討論題、作業：

思考題： 1 討論題：習題8 作業題：習題9，10，12

本授課單元參考資料（含參考書、文獻等，必要時可列出）

1.劉恩科，朱秉升等《半導體物理學》，電子工業出版社2005

2.田敬民，張聲良《半導體物理學學習輔導與典型題解》電子工業出版社2005

3.施敏著，趙鶴鳴等譯，《半導體器件物理與工藝》，蘇州大學出版社，2002

4.方俊鑫，陸棟，《固體物理學》上?？茖W技術出版社

5．曾謹言，《量子力學》科學出版社

注：1.每單元頁面大小可自行添減；2.一個授課單元為一個教案；3.“重點”、“難點”、“教學手段與方法”部分要盡量具體；4.授課類型指：理論課、討論課、實驗或實習課、練習或習題課。

5.5.6

際問題 授課類型：理論課 授課時間：2節 授課題目（教學章節或主題）： 第五章非平衡載流子 陷阱效應 載流子的擴散運動 本授課單元教學目標或要求： 了解半導體的陷阱效應 理解和掌握非平衡少數載流子的穩定擴散方程，能用擴散方程求解實

本授課單元教學內容（包括基本內容、重點、難點，以及引導學生解決重點難點的方法、例題等）：

1．陷阱效應

2．非平衡少數載流子的擴散定律

3．非平衡少數載流子的穩態擴散方程（重點）

4．穩態擴散方程的應用（重點，難點）

舉例講解穩態方程的應用，基本方法：根據具體問題寫出穩態方程的具體表達式和邊界條件寫出方程的通解，代入邊界條件求具體的解。

本授課單元教學手段與方法：

采用黑板板書的方法講授

本授課單元思考題、討論題、作業：

討論題：15 作業題：習題13，14，16

本授課單元參考資料（含參考書、文獻等，必要時可列出）

1.劉恩科，朱秉升等《半導體物理學》，電子工業出版社2005

2.田敬民，張聲良《半導體物理學學習輔導與典型題解》電子工業出版社2005

3.施敏著，趙鶴鳴等譯，《半導體器件物理與工藝》，蘇州大學出版社，2002

4.方俊鑫，陸棟，《固體物理學》上海科學技術出版社

5．曾謹言，《量子力學》科學出版社

注：1.每單元頁面大小可自行添減；2.一個授課單元為一個教案；3.“重點”、“難點”、“教學手段與方法”部分要盡量具體；4.授課類型指：理論課、討論課、實驗或實習課、練習或習題課。

授課類型：理論課 授課時間：2節

授課題目（教學章節或主題）：

第五章非平衡載流子

5.7載流子的漂移運動、愛因斯坦關系式

5.8連續性方程式

本授課單元教學目標或要求：

理解載流子的漂移運動和漂移電流表達式

掌握愛因斯坦關系式

掌握連續性方程及其應用

本授課單元教學內容（包括基本內容、重點、難點，以及引導學生解決重點難點的方法、例題等）：

1．載流子的漂移運動

2．愛因斯坦關系式（重點）

3．連續性方程式（重點，難點）

1.2.出版社2005 ． 連續性方程應用舉例（難點）通過例題分析讓學生學習連續性方程及其應用 本授課單元教學手段與方法： 采用ppt課件和黑板板書相結合的方法講授 本授課單元思考題、討論題、作業： 思考題：習題15 討論題： 作業題：補充2個課外作業題 本授課單元參考資料（含參考書、文獻等，必要時可列出）劉恩科，朱秉升等《半導體物理學》，電子工業出版社2005 田敬民，張聲良《半導體物理學學習輔導與典型題解》電子工業

3.施敏著，趙鶴鳴等譯，《半導體器件物理與工藝》，蘇州大學出版社，2002

4.方俊鑫，陸棟，《固體物理學》上?？茖W技術出版社

5．曾謹言，《量子力學》科學出版社

注：1.每單元頁面大小可自行添減；2.一個授課單元為一個教案；3.“重點”、“難點”、“教學手段與方法”部分要盡量具體；4.授課類型指：理論課、討論課、實驗或實習課、練習或習題課。

授課類型：理論課 授課時間：2節

授課題目（教學章節或主題）：

第四、五章習題課

本授課單元教學目標或要求：

對第四、第五章的基本概念、理論和公式進行總結

講解第四、五章的習題課

本授課單元教學內容（包括基本內容、重點、難點，以及引導學生解決重點難點的方法、例題等）：

1．對第四、第五章的基本概念、理論和公式進行總結

2．講解第四、五章的習題課

本授課單元教學手段與方法：

采用ppt課件和黑板板書相結合的方法講授

本授課單元思考題、討論題、作業：

作業題：復習第四、第五章的內容。

本授課單元參考資料（含參考書、文獻等，必要時可列出）

1.劉恩科，朱秉升等《半導體物理學》，電子工業出版社2005

2.田敬民，張聲良《半導體物理學學習輔導與典型題解》電子工業出版社2005

3.施敏著，趙鶴鳴等譯，《半導體器件物理與工藝》，蘇州大學出版社，2002

4.方俊鑫，陸棟，《固體物理學》上?？茖W技術出版社

5．曾謹言，《量子力學》科學出版社

注：1.每單元頁面大小可自行添減；2.一個授課單元為一個教案；3.“重點”、“難點”、“教學手段與方法”部分要盡量具體；4.授課類型指：理論課、討論課、實驗或實習課、練習或習題課。

授課類型：理論課 授課時間：2節

授課題目（教學章節或主題）：

第六章 pn結

6．1 pn結及其能帶圖

本授課單元教學目標或要求：

掌握pn結的形成過程、能帶圖、接觸電勢差和和載流子的分布

本授課單元教學內容（包括基本內容、重點、難點，以及引導學生解決重點難點的方法、例題等）：

1． pn結的形成和雜質分布

2． pn結的能帶圖(重點，難點)

3． pn結的接觸電勢差（重點）

4． pn結的載流子分布(重點，難點)

本授課單元教學手段與方法：

采用ppt課件和黑板板書相結合的方法講授

1.2.出版社2005

3.2002

4.5 本授課單元思考題、討論題、作業： 討論題：習題2，3 作業題：習題1，補充1題 本授課單元參考資料（含參考書、文獻等，必要時可列出）劉恩科，朱秉升等《半導體物理學》，電子工業出版社2005 田敬民，張聲良《半導體物理學學習輔導與典型題解》電子工業施敏著，趙鶴鳴等譯，《半導體器件物理與工藝》，蘇州大學出版社，方俊鑫，陸棟，《固體物理學》上海科學技術出版社 ．曾謹言，《量子力學》科學出版社

第二篇：初三物理教案 半導體（精選）

初三物理教案 半導體

初三物理教案 半導體

教學目標

知識目標

了解半導體以及半導體在現代科學技術中的應用.能力目標

通過半導體知識的學習，擴展知識面.情感目標

知道半導體在現代科技中的重要性，樹立科技強國的觀念.教學建議

教材分析 教材從分析導體和絕緣體的區別入手，進一步引入另一種介乎導體和絕緣體之間的材料--半導體.接著分析了半導體的特點并提出問題.教材又結合實例，介紹幾種半導體的特性，說明了半導體地重要性.教法建議

本節的教學要注重科技的聯系，避免孤立的學習，要注意聯系實際.可以提出問題學生自主學習，學生根據提出的問題，可以利用教材和教師提供的一些資料進行學習.也可以教師提出課題，學生查閱資料，從收集資料、信息的過程中學習，提高收集信息和處理信息的能力.教學設計方案

【教學過程設計】 方法

1、學生閱讀教材，教師提供一些半導體的材料，教師提出一些問題，學生閱讀時思考，例如：半導體和導體、絕緣體的有什么不同?你知道那些半導體元件?半導體都在哪些地方有應用?

方法

2、對于基礎較好的班級，可以采用實驗探究和信息學習的方法.實例如下

實驗探究：可以組織學生小組，圖書館、互聯網查閱有關半導體方面的資料，小組討論，總結半導體和導體、絕緣體的區別.【板書設計】

1．半導體

概念

與導體、絕緣體的區別

2．半導體材料

3.半導體的電學性能 探究活動

【課題】探究二極管的特性

【組織形式】學習小組

【活動方式】查閱有關資料，總結、討論

【活動內容】查找、總結

1、二極管的四個特性.2、判斷二極管的方法.3、二極管的有關參數..

第三篇：半導體-初中物理教案學案

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*第三節 半導體

(一)教材 人教社九年義務教育初中物理第二冊(二)教學目的

1．常識性了解什么叫半導體和常見的半導體材料．

2．常識性了解半導體具有的三種特殊的電學性能．(三)教具

演示實驗：四節干電池，量程是5毫安的電流表，鍺晶體二極管（2AP型）一只，玻璃外殼的三極管（如3AX型）一只，開關一個，導線若干．(四)教學過程

1．復習

提問：(1)什么是導體，什么是絕緣體？

(2)怎樣比較材料導電性能的好壞？

（比較長度、橫截面積和溫度都相同的情況下，不同材料制成導體的電阻大小．）2．引入新課

翻開課本看幾種材料制成的長1米、橫截面積1毫米2的導線在20℃時的電阻是10-1～10-2歐．舉幾個絕緣5的例子，長1米、橫截面積是1毫米2的木材在20℃時的電阻約是10-14～1018歐，玻璃的電阻是1016～1020歐，橡膠的電阻是1018～1021歐．

由比較可見，在相同條件下，絕緣體的電阻比導體的電阻大十萬億（1013）倍以上．

3．進行新課

(1)什么叫半導體？

導電性能介于導體與絕緣體之間的材料，叫做半導體．

例如：鍺、硅、砷化鎵等．

半導體在科學技術，工農業生產和生活中有著廣泛的應用．（例如：電視、半導體收音機、電子計算機等）這是什么原因呢？下面介紹它所具有的特殊的電學性能．

(2)半導體的一些電學特性

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①壓敏性：有的半導體在受到壓力后電阻發生較大的變化．

用途：制成壓敏元件，接入電路，測出電流變化，以確定壓力的變化．

②熱敏性：有的半導體在受熱后電阻隨溫度升高而迅速減?。?/p>

用途：制成熱敏電阻，用來測量很小范圍內的溫度變化．

按圖9連好電路，不要給學生畫出電路圖，告訴學生電路中的D中有半導體鍺，讓學生觀察常溫下電流表的示數（示數很?。?，再用手捏住D，或用點燃的火柴接近D，觀察此時電流表示數（示數明顯增大）．

比較前后兩次電流表示數，說明半導體的電阻隨溫度升高而減?。?/p>

③光敏性，有的半導體在光照下電阻大為減小．

用途：制成光敏電阻，用于對光照反映靈敏的自動控制設備中．

先做實驗，電路圖見圖10．用四節干電池串聯作電源．圖中三極管用玻璃外殼的三極管（例如3AX81），把外殼上的漆刮去，將三極管的發射極e、集電極c連入電路中．

在沒有光照時，觀察電流表的示數（示數很小），再用手電筒光照到管內鍺片（PN結上），觀察電流表的示數變化（示數明顯變大）．

比較前后兩次電流表示數，說明半導體受到光照后電阻將大大減?。?/p>

4．小結

這堂課講授了什么是半導體，一些常見的半導體材料，半導體的三種電學特性，正是由于半導體具有許多特殊的電學性質，所以它有著廣泛的應用．(五)說明

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1．半導體這一內容，只要求做到常識性了解，不要講得過深過難．這一部分知識是科學常識，又將學習第十五章有用的電子元件做準備，所以雖然是選學內容，還是講講為好．

2．半導體的熱敏性和光敏性，最好是通過實驗的觀察得出結論，使學生獲得感性知識，還可以提高學習興趣．

第四篇：半導體物理課程教學大綱

《半導體物理》課程教學大綱

課程編號：C030001 適用專業：微電子技術，微電子學

學時數：72（實驗12）學分數：4．5

先修課程：《熱力學與統計物理學》、《量子力學》和《固體物理學》

考核方式：閉卷

執筆者：劉諾

編寫日期：2004.5

一、課程性質和任務

《半導體物理學》是面向電子科學與技術方向本科生所開設的微電子技術專業和微電子學專業的一門專業基礎課和學位課，是培養方案中的核心課程之一。開設的目的是使學生熟悉半導體物理的基礎理論和半導體的主要性質，以適應后續專業課程的學習和將來工作的需要。

二、教學內容和要求

理論教學（60學時）

半導體中的電子狀態（8學時）：

理解能帶論。掌握半導體中的電子運動、有效質量，本征半導體的導電機構、空穴，鍺、硅、砷化鎵和鍺硅的能帶結構。半導體中的雜質和缺陷能級（5學時）：

掌握鍺、硅晶體中的雜質能級，Ⅲ-Ⅴ 族化合物半導體的雜質能級。理解缺陷、位錯能級。

熱平衡時半導體中載流子的統計分布（10學時）：

掌握狀態密度，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。理解一般情況下的載流子的統計分布。了解簡并半導體。半導體的導電性（8學時）：

掌握載流子的漂移運動，載流子的散射，遷移率與雜質濃度和溫度的關系，玻爾茲曼方程。了解電導的統計理論。理解強電場效應，熱載流子。

非平衡載流子（8學時）：

掌握非平衡載流子的注人與復合，非平衡載流子的壽命，準費米能級，復合理論，陷阱效應，載流子的擴散運動、愛因斯坦關系，理解連續性方程。

p-n結（0學時）：

了解p-n結及能帶圖，p-n結的電流電壓特性，p-n結電容，p-n結擊穿和p-n結隧道效應。

異質結（0學時）：

了解異質結及其能帶圖和異質結的電流輸運機構。金屬和半導體的接觸（10學時）：

掌握金屬和半導體接觸的整流理論。理解少數載流子的注人，歐姆接觸。

半導體表面理論（10學時）：

掌握表面態、表面電場效應，MIS結構的電容一電壓特性，理解硅一二氧化硅系統，表面電導及遷移率。

半導體磁效應（1學時）：

掌握霍耳效應。

為鞏固課堂講授的基本概念和基本理論，培養學生分析問題和解決問題的能力．每章講完后，需布置一定分量的課外作業。必做題約40道，選做題平均每章3－5題。

2.實驗教學（12學時）

“ 半導體物理實驗 ” 包括了六個實驗，MOS結構高頻C－V特性測試、MOS結構準靜態C－V特性測試、MOS結構中可動電荷測試、霍爾效應、橢偏法測SiO2 層的厚度及折射率、及參數測試以及高頻光電導衰減法測量Si單晶少子壽命。教師根據實驗設備數量選做四個實驗。

教師在課堂講解每個實驗的基本原理、測試內容及實驗要求，交待實驗注意事項。?

學生分組做實驗，每組2人。要求學生必須自已動手做實驗，獨立處理實驗數據，完成實驗報告，回答思考題。

三、建議教材和參考資料

1.教材：（半導體物理學），西安交大劉恩科主編

2.參考資料：

（1）Fundamental of Solid-State Electronics，Chih-Tang Sah（U.S.A.）

（2）《半導體物理學》，葉良修編

（3）《半導體物理學》，顧祖毅編

（4）《半導體物理實驗指導書》，自編講義

第五篇：半導體物理教學大綱（精選）

《半導體物理》

課程編號：01500277

課程名稱：半導體物理 Semiconductor Physics 學分：3.5 學時: 56

先修課程： 固體物理、量子力學、理論物理

一、目的與任務

《半導體物理學》是電子科學與技術專業的一門必修課程。通過學習本課程，使學生掌握半導體物理的基本理論和基本規律，培養學生分析和應用半導體各種物理效應的能力，同時為后繼課程《半導體器件》與《半導體集成電路》的學習奠定基礎。

本課程的任務是揭示和研究半導體的微觀機構，從微觀的角度解釋發生在半導體中的宏觀物理現象；重點學習半導體中的電子狀態及運動規律；學習半導體中載流子的統計分布、輸運理論及相關規律；學習載流子在輸運過程中發生的一些宏觀物理現象；學習半導體的某些基本結構，包括金屬半導體結及表面問題。

二、教學內容及學時分配

第一章 半導體中的電子狀態（8學時）1．半導體中的電子狀態與能帶 2．半導體中電子的運動有效質量 3．本征半導體的導電機構空穴 4．硅和鍺的能帶結構

第二章 半導體中雜質和缺陷能級（2學時）1．硅、鍺晶體中的雜質能級 2．Ⅲ-V族化合物中的雜質能級

第三章 半導體中載流子的統計分布（8學時）1．狀態密度

2．費米能級和載流子的統計分布 3．本征半導體的載流子濃度 4．雜質半導體的載流子濃度 5．一般情況下的載流子統計分布 6．簡并半導體

第四章 半導體的導電性（8學時）1．載流子的漂移運動遷移率 2．載流子的散射

3．遷移率與雜質濃度和溫度的關系 4．電阻率及其與雜質濃度和溫度的關系 5．波爾茲曼方程電導率的統計理論 6．強電場下的效應，熱載流子 7．多能谷散射耿氏效應 第五章 非平衡載流子（8學時）1．非平衡載流子的注入與復合 2．非平衡載流子的壽命 3．準費米能級 4．復合理論 5．陷阱效應 6．載流子的擴散運動

7．載流子的漂移運動愛因斯坦關系 8．連續性方程式

第六章 金屬和半導體接觸（4學時）1．金屬與半導體接觸及其能帶圖 2．金屬與半導體接觸的整流理論 3．歐姆接觸

第七章 半導體表面與MIS結構（4學時）1．表面態 2．表面電場效應

3．MIS結構的電容電壓特性 4．硅—二氧化硅系統的性質 第八章 異質結（2學時）1．異質結及其能帶圖 2．異質結的電流輸運機構

第九章半導體的光電性質、光電與發光現象（4學時）1．半導體的光吸收和光電導 2．半導體的光生伏特效應 3．半導體的發光、激光

第十章 半導體熱電性質（4學時）1．熱電效應 2．熱電效應的應用

第十一章 半導體磁和壓阻效應（4學時）1．霍耳效應 2．磁阻效應 3．光磁電效應 4．壓阻效應

三、考核與成績評定

采用紙筆式閉卷考試，按百分制進行成績評定。

四、大綱說明

1.本課程在理論物理基礎課程學習之后開設。學生應掌握必要的熱力學與統計物理、量子力學、電磁場、固體物理學等知識。

2.在保證基本教學要求的前提下，教師可以根據實際情況，對內容進行適當的調整和刪節。

3.本大綱適合近電子科學與技術類專業。

五、教科書、參考書

［1］劉恩科，朱秉升，羅晉生等.半導體物理學［M］.北京：國防工業出版社，1994.［2］葉良修.半導體物理學［M］.上冊.北京：高等教育出版社，1986.［3］S.M.Sze,physics of Semiconductor Devices［M］.John Wiley and Sons,Inc.1981.《微電子器件基礎》