“半導(dǎo)體物理與器件”要求學(xué)生熟練掌握半導(dǎo)體物理相關(guān)的基本理論知識,主要掌握的內(nèi)容包括半導(dǎo)體的晶格結(jié)構(gòu)、半導(dǎo)體中的電子狀態(tài)、雜質(zhì)和缺陷能級、載流子的統(tǒng)計分布,非平衡載流子及載流子的運動規(guī)律。通過掌握的半導(dǎo)體物理相關(guān)理論知識能夠?qū)ΤR姷陌雽?dǎo)體器件分析基本工作機(jī)理和深層次的物理效應(yīng),并能夠計算基本的電學(xué)特性。
二、考試內(nèi)容
(一)半導(dǎo)體中的電子狀態(tài)
主要內(nèi)容:需要掌握半導(dǎo)體的分類及其特點,常見半導(dǎo)體的晶格結(jié)構(gòu)、能帶特點以及半導(dǎo)體中的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)。
具體考試內(nèi)容:
1、半導(dǎo)體分類及半導(dǎo)體性質(zhì)
2、半導(dǎo)體的晶格結(jié)構(gòu)和結(jié)合性質(zhì)
3、半導(dǎo)體中的電子狀態(tài)和能帶
4、半導(dǎo)體中電子的運動,有效質(zhì)量
5、本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)構(gòu),空穴
(二)半導(dǎo)體中雜質(zhì)和缺陷能級
主要內(nèi)容:需要掌握雜質(zhì)半導(dǎo)體的概念,雜質(zhì)和缺陷在半導(dǎo)體中引入的能級。
具體考試內(nèi)容:
1、硅、鍺晶體中的雜質(zhì)能級
2、Ⅲ-Ⅴ族化合物中的雜質(zhì)能級
3、缺陷、位錯能級
?。ㄈ┌雽?dǎo)體中載流子的統(tǒng)計分布
主要內(nèi)容:需要掌握半導(dǎo)體的狀態(tài)密度、載流子統(tǒng)計分布,本征半導(dǎo)體和雜質(zhì)半導(dǎo)體載流子濃度,簡并半導(dǎo)體。
具體考試內(nèi)容:
1、狀態(tài)密度
2、費米能級和載流子的統(tǒng)計分布
3、本征半導(dǎo)體和雜質(zhì)半導(dǎo)體的載流子濃度
4、一般情況下的載流子統(tǒng)計分布
5、簡并半導(dǎo)體
?。ㄋ模┌雽?dǎo)體的導(dǎo)電性
主要內(nèi)容:需要掌握半導(dǎo)體的漂移運動,載流子的散射機(jī)制,遷移率、電阻率與雜質(zhì)濃度和溫度的關(guān)系,強(qiáng)場效應(yīng)與熱載流子。
具體考試內(nèi)容:
1、載流子的漂移運動和遷移率
2、載流子的散射
3、遷移率與雜質(zhì)濃度和溫度的關(guān)系
4、電阻率及其與雜質(zhì)濃度和溫度的關(guān)系
5、強(qiáng)場下的效應(yīng)、熱載流子
?。ㄎ澹┓瞧胶廨d流子
主要內(nèi)容:需要掌握非平衡載流子的產(chǎn)生、復(fù)合、壽命,準(zhǔn)費米能級,復(fù)合理論及陷阱效應(yīng),非平衡載流子的擴(kuò)散與漂移,愛因斯坦關(guān)系式及連續(xù)性方程。
具體考試內(nèi)容:
1、非平衡載流子的注入與復(fù)合
2、非平衡載流子的壽命
3、準(zhǔn)費米能級
4、復(fù)合理論
5、載流子的擴(kuò)散
6、載流子的漂移
(六)PN結(jié)
主要內(nèi)容:需要掌握PN結(jié)的工作原理、能帶結(jié)構(gòu)、電流-電壓特性、電容特性、頻率特性、開關(guān)特性及PN結(jié)擊穿等。
具體考試內(nèi)容:
1、熱平衡PN結(jié)
2、加偏壓的PN結(jié)
3、理想PN結(jié)的直流電流-電壓特性
4、空間電荷區(qū)的復(fù)合電流和產(chǎn)生電流
5、隧道電流
6、耗盡層電容
?。ㄆ撸┙饘?半導(dǎo)體結(jié)
主要內(nèi)容:需要掌握金半接觸形成的肖特基勢壘分析及肖特基勢壘高度的計算,影響肖特基勢壘高度的因素,肖特基二極管和PN結(jié)二極管對比,歐姆接觸。
具體考試內(nèi)容:
1、肖特基勢壘
2、肖特基勢壘二極管的結(jié)構(gòu)、電流-電壓特性
3、肖特基勢壘二極管和PN結(jié)二極管的比較
4、歐姆接觸
?。ò耍╇p極結(jié)型晶體管
主要內(nèi)容:需要掌握雙極結(jié)型晶體管的結(jié)構(gòu)、制造、基本工作原理、電流傳輸,常見的雙極結(jié)型晶體管中的二級物理效應(yīng)。
具體考試內(nèi)容:
1、雙極結(jié)型晶體管的結(jié)構(gòu)和制造工藝
2、雙極結(jié)型晶體管的基本工作原理
3、理想雙極結(jié)型晶體管中的電流傳輸
4、基區(qū)擴(kuò)展電阻和電流集聚效應(yīng)
5、基區(qū)寬度調(diào)變效應(yīng)
?。ň牛┙饘?氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)
主要內(nèi)容:需要掌握NOSFET的結(jié)構(gòu)、制造、基本工作原理、分類、電流-電壓特性、電容-電壓特性以及常見的MOSFET二級物理效應(yīng)。
具體考試內(nèi)容:
1、理想MOS結(jié)構(gòu)的表面空間電荷
2、理想MOS電容器
3、溝道電導(dǎo)與閾值電壓
4、實際MOS的電容-電壓特性和閾值電壓
5、MOS場效應(yīng)晶體管
6、MOSFET的等效電路和頻率響應(yīng)
7、MOSFET的類型
8、MOSFET的亞閾值區(qū)
9、影響MOSFET閾值電壓的因素
三、考試形式
1、考試時間:180分鐘
2、試卷分值:150分
3、考試方式:閉卷考試
四、參考書目
考試內(nèi)容中第一至五部分參考書目:劉恩科、朱秉升、羅晉生,半導(dǎo)體物理學(xué)(第7版),電子工業(yè)出版社,第一至五章
考試內(nèi)容中第六至九部分參考書目:孟慶巨、劉海波、孟慶輝,半導(dǎo)體器件物理(第二版),科學(xué)出版社,第二、三、四、六章
特別說明:“半導(dǎo)體物理與器件”是研究生入學(xué)的總結(jié)性考試,該考試具有一定的綜合性,考試水平應(yīng)達(dá)到或超過本科課程相應(yīng)的考試水平。
本文內(nèi)容整理于西北工業(yè)大學(xué)研究生招生信息網(wǎng)。
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