《半导体物理及固体物理基础》课程教学大纲 课程名称：半导体物理及固体物理基础 课程代码：MICR3021 英文名称：Fundamentals of Semiconductor Physics and Solid-State Physics 课程性质：专业必修课 学分/学时：3/63 开课学期：第3学期 适用专业：微电子科学与工程、电子科学与技术、集成电路设计与集成系统 先修课程：高等数学 后续课程：半导体器件物理大规模集成电路制造工艺 开课单位：电子信息学院 课程负责人：王明湘 大纲执笔人：张冬利 大纲审核人：王明湘 一、课程性质和教学目标 课程性质：《半导体物理与固体物理基础》课程是微电子科学与工程、电子科学与技术、集 成电路设计与集成系统三个专业的专业必修课，是半导体器件物理的前导课程。课程旨在使 学生掌握半导体相关的基本概念和涉及的各种物理机制，为理解和分析半导体器件的工作原 理打好基础。 教学目标：本课程的教学目的是使学生掌握半导体材料常见特性的物理机制以及基本半导体 器件的工作原理。通过本课程的学习，要求学生能掌握半导体的导电机制、掺杂原理、非平 衡载流子以及能带等概念等，能运用这些理论来判断半导体导电类型、计算载流子浓度、分 析p结、金半接触、MS、异质结等基本半导体器件的工作原理。本课程的具体教学目标 如下： 1、掌握固体分类、晶体结构、共价键等基本概念。 2、掌握载流子、能带、费米能级等物理概念以及各种载流子输运机制。 3、 能够根据所学知识计算载流子浓度、费米能级位置、画出能带图。 4、能够利用所学知识解释简单半导体器件的工作原理。 5、能够针对半导体器件的测量结果，提取相关参数，基于半导体物理知识解释测量结 果。 二、课程目标与毕业要求的对应关系 毕业要求 指标点 课程目标 1.3掌握电子科学与技术相关工程基础知识， 1、工程知识 能用于分析工程问题中的器件、电路、电磁 教学目标1、2 场及信号等问题。 2.3能运用基本原理分析复杂工程问题，以 2、问题分析 得获得有效结论。 教学目标3、4 4.1能对电子科学与技术相关领域的基本原 4、研究 教学目标5 理进行研究和实验验证
《半导体物理及固体物理基础》课程教学大纲 课程名称：半导体物理及固体物理基础 课程代码：MICR3021 英文名称：Fundamentals of Semiconductor Physics and Solid-State Physics 课程性质：专业必修课 学分/学时：3/63 开课学期：第 3 学期 适用专业：微电子科学与工程、电子科学与技术、集成电路设计与集成系统 先修课程：高等数学 后续课程：半导体器件物理 大规模集成电路制造工艺 开课单位：电子信息学院 课程负责人：王明湘 大纲执笔人：张冬利 大纲审核人：王明湘 一、课程性质和教学目标 课程性质：《半导体物理与固体物理基础》课程是微电子科学与工程、电子科学与技术、集 成电路设计与集成系统三个专业的专业必修课，是半导体器件物理的前导课程。课程旨在使 学生掌握半导体相关的基本概念和涉及的各种物理机制，为理解和分析半导体器件的工作原 理打好基础。 教学目标：本课程的教学目的是使学生掌握半导体材料常见特性的物理机制以及基本半导体 器件的工作原理。通过本课程的学习，要求学生能掌握半导体的导电机制、掺杂原理、非平 衡载流子以及能带等概念等，能运用这些理论来判断半导体导电类型、计算载流子浓度、分 析 pn 结、金半接触、MIS、异质结等基本半导体器件的工作原理。本课程的具体教学目标 如下： 1、 掌握固体分类、晶体结构、共价键等基本概念。 2、 掌握载流子、能带、费米能级等物理概念以及各种载流子输运机制。 3、 能够根据所学知识计算载流子浓度、费米能级位置、画出能带图。 4、 能够利用所学知识解释简单半导体器件的工作原理。 5、 能够针对半导体器件的测量结果，提取相关参数，基于半导体物理知识解释测量结 果。 二、课程目标与毕业要求的对应关系 毕业要求 指标点 课程目标 1、工程知识 1.3 掌握电子科学与技术相关工程基础知识， 能用于分析工程问题中的器件、电路、电磁 场及信号等问题。 教学目标 1、2 2、问题分析 2.3 能运用基本原理分析复杂工程问题，以 得获得有效结论。 教学目标 3、4 4、研究 4.1 能对电子科学与技术相关领域的基本原 理进行研究和实验验证。 教学目标 5
三、课程教学内容及学时分配（重点内容：★：难点内容：△） 第一章固体晶格结构 课时：2周，共6课时 教学内容 第一节半导体的特性及分类（支撑课程目标1) 一、什么是半导体★ 按照电阻率划分 二、常见的半导体材料 元素半导体，化合物半导体 三、常见的导体和绝缘体 第二节固体三种类型（支撑课程目标1） 一、划分根据 二、多晶及晶界 第三节晶格结构（支撑课程目标1） 一、晶胞和原胞 二、基本晶体结构 SC,FCC,BCC等 三、晶格★ 晶列，晶向，晶面，密勒指数，原子体密度、面密度计算 四、金刚石晶格结构★△ 原子排布规律，原子密度，原子面密度计算 五、价键及缺陷 思考题： 1、金刚石晶格结构和闪锌矿晶格结构有何异同。 2、如何标识密勒指数。 第二章量子力学初步（支撑课程目标2) 课时：1周，共3课时 教学内容 第一节量子力学三个基本原理 能量量子化，波粒二象性、不确定原理 第二节薛定谔波动方程 一、波动方程介绍 二、波函数的物理意义★ 三、波动方程的应用 四、量子数★ 思考题： 1、哪些情况下粒子的能量是量子化的？
三、 课程教学内容及学时分配（重点内容：；难点内容：） 第一章 固体晶格结构 课时：2 周，共 6 课时 教学内容 第一节 半导体的特性及分类（支撑课程目标 1） 一、什么是半导体 按照电阻率划分 二、常见的半导体材料 元素半导体，化合物半导体 三、常见的导体和绝缘体 第二节 固体三种类型（支撑课程目标 1） 一、划分根据 二、多晶及晶界 第三节 晶格结构 （支撑课程目标 1） 一、晶胞和原胞 二、基本晶体结构 SC，FCC，BCC 等 三、晶格 晶列，晶向，晶面，密勒指数，原子体密度、面密度计算 四、金刚石晶格结构 原子排布规律，原子密度，原子面密度计算 五、价键及缺陷 思考题： 1、 金刚石晶格结构和闪锌矿晶格结构有何异同。 2、 如何标识密勒指数。 第二章 量子力学初步（支撑课程目标 2） 课时：1 周，共 3 课时 教学内容 第一节 量子力学三个基本原理 能量量子化，波粒二象性、不确定原理 第二节 薛定谔波动方程 一、波动方程介绍 二、波函数的物理意义 三、波动方程的应用 四、量子数 思考题： 1、哪些情况下粒子的能量是量子化的？
第三章固体量子理论初步（支撑课程目标2) 课时：1周，共3课时 教学内容 第一节能带的形成△ 一、允带，禁带，Ek曲线 二、导体、半导体、绝缘体在能带方面的差异 第二节固体中的电传导 一、能带与价键 二、有效质量★ 三、空穴的概念★ 四、态密度函数 五、费米狄拉克分布函数★ 思考题： 1、空穴是如何引入的？ 2、某一能级量子态被空穴占据的概率如何表示？ 第四章平衡半导体（支撑课程目标3） 课时：3周，共9课时 教学内容 第一节半导体中的载流子 一、热平衡电子、空穴浓度★ 二、本征载流子浓度 三、本征费米能级位置 第二节杂质与能级 施主杂质、受主杂质 第三节非本征半导体 一、质量作用定律★ 二、简并与非简并半导体 三、补偿半导体★ 四、费米能级位置★ 五、费米能级的应用△ 思考题： 1、川-V族化合物半导体中如何判断施主和受主杂质？ 2、热平衡状态下半导体中费米能级有什么特点？ 第五章载流子输运现象（支撑课程目标2) 课时：1周，共3课时 教学内容 第一节载流子的漂移运动迁移率
第三章 固体量子理论初步（支撑课程目标 2） 课时：1 周，共 3 课时 教学内容 第一节 能带的形成 一、允带，禁带，E-k 曲线 二、导体、半导体、绝缘体在能带方面的差异 第二节 固体中的电传导 一、能带与价键 二、有效质量 三、空穴的概念 四、态密度函数 五、费米-狄拉克分布函数 思考题： 1、空穴是如何引入的？ 2、某一能级量子态被空穴占据的概率如何表示？ 第四章 平衡半导体（支撑课程目标 3） 课时：3 周，共 9 课时 教学内容 第一节 半导体中的载流子 一、热平衡电子、空穴浓度 二、本征载流子浓度 三、本征费米能级位置 第二节 杂质与能级 施主杂质、受主杂质 第三节 非本征半导体 一、质量作用定律 二、简并与非简并半导体 三、补偿半导体 四、费米能级位置 五、费米能级的应用 思考题： 1、III-V 族化合物半导体中如何判断施主和受主杂质？ 2、热平衡状态下半导体中费米能级有什么特点？ 第五章 载流子输运现象 （支撑课程目标 2） 课时：1 周，共 3 课时 教学内容 第一节 载流子的漂移运动 迁移率
一、漂移速度和迁移率★ 二、散射机制 三、电导率和电阻率★ 四、漂移电流密度 五、饱和速度和负微分电阻 第二节载流子扩散 一、扩散电流密度 二、爱因斯坦关系★ 第三节霍尔效应 思考题： 1、迁移率和扩散系数之间为什么有一个比例关系？ 第六章非平衡载过剩流子（支撑课程目标3） 课时：2周，共6课时 教学内容 第一节载流子的产生和复合 一、热平衡载流子的产生和复合 二、非平衡载流子的产生和复合 三、过剩载流子的寿命△ 第二节连续性方程 第三节双极输运方程 一、双极输运方程的简化 二、双极输运方程的应用 第四节准费米能级△ 第五节SRH复合理论★ 一、复合率表达式 二、过剩载流子寿命 三、表面态及表面复合速率 思考题： 1、直接复合和间接复合机制中，过剩少子的寿命分别由什么决定？ 第七章pn结（支撑课程目标4） 课时：2周，共6课时 教学内容 第一节pn结的形成和杂质分布 一、 二、空间电荷区、内建电场、内建电势差★ 三、pn结能带图★△ 四、势垒电容★ 五、线性缓变结和超突变结 六、击穿
一、漂移速度和迁移率 二、散射机制 三、电导率和电阻率 四、漂移电流密度 五、饱和速度和负微分电阻 第二节 载流子扩散 一、扩散电流密度 二、爱因斯坦关系 第三节 霍尔效应 思考题： 1、迁移率和扩散系数之间为什么有一个比例关系？ 第六章 非平衡载过剩流子 （支撑课程目标 3） 课时：2 周，共 6 课时 教学内容 第一节 载流子的产生和复合 一、热平衡载流子的产生和复合 二、非平衡载流子的产生和复合 三、过剩载流子的寿命 第二节 连续性方程 第三节 双极输运方程 一、双极输运方程的简化 二、双极输运方程的应用 第四节 准费米能级 第五节 SRH 复合理论 一、复合率表达式 二、过剩载流子寿命 三、表面态及表面复合速率 思考题： 1、直接复合和间接复合机制中，过剩少子的寿命分别由什么决定？ 第七章 pn 结 （支撑课程目标 4） 课时：2 周，共 6 课时 教学内容 第一节 pn 结的形成和杂质分布 一、 二、空间电荷区、内建电场、内建电势差 三、pn 结能带图 四、势垒电容 五、线性缓变结和超突变结 六、击穿
第二节pn结能带图★△ 第三节势垒电容★ 第四节线性缓变结和超突变结 第五节击穿 思考题： 1、反向偏压下pn结能带图和热平衡状态下p结能带图比有什么变化？ 第八章pn结二极管（支撑课程目标4) 课时：2周，共6课时 第一节pn结电流电压关系推导 一、边界条件 二、理想pn结二极管电流电压方程★ 三、温度影响 四、短二极管 第二节非理想效应★△ 一、产生电流 二、复合电流 三、大注入效应 第三节pn小信号模型 一、扩散电阻与扩散电容△ 二、等效电路 第四节电荷存储于开关瞬态 思考题： 1、什么是理想p-n结，实际pn结的-V特性如何解释？。 2、pn结电容的来源有哪些？。 第九章金属接触（支撑课程目标4） 课时：2周，共6课时 教学内容 第一节金属和半导体接触及其能带图 一、金属和半导体的功函数 二、金半接触能带图★ 三、肖特基势垒高度和内建电势差 四、影响肖特基势垒高度的非理想因素 五、电流电压关系★△ 第二节欧姆接触 一、欧姆接触定义 二、形成方法 三、接触电阻 思考题： 1、肖特基势垒二极管和pn结二极管有哪些特性方面的差别？
第二节 pn 结能带图 第三节 势垒电容 第四节 线性缓变结和超突变结 第五节 击穿 思考题： 1、反向偏压下 pn 结能带图和热平衡状态下 pn 结能带图比有什么变化？ 第八章 pn 结二极管 （支撑课程目标 4） 课时：2 周，共 6 课时 第一节 pn 结电流电压关系推导 一、边界条件 二、理想 pn 结二极管电流电压方程 三、温度影响 四、短二极管 第二节 非理想效应 一、产生电流 二、复合电流 三、大注入效应 第三节 pn 小信号模型 一、扩散电阻与扩散电容 二、等效电路 第四节 电荷存储于开关瞬态 思考题： 1、什么是理想 p-n 结，实际 p-n 结的 I-V 特性如何解释？。 2、 p-n 结电容的来源有哪些？。 第九章 金属接触 （支撑课程目标 4） 课时：2 周，共 6 课时 教学内容 第一节 金属和半导体接触及其能带图 一、金属和半导体的功函数 二、金半接触能带图 三、肖特基势垒高度和内建电势差 四、影响肖特基势垒高度的非理想因素 五、电流电压关系 第二节 欧姆接触 一、欧姆接触定义 二、形成方法 三、接触电阻 思考题： 1、肖特基势垒二极管和 pn 结二极管有哪些特性方面的差别？
第十章M0s结构（支撑课程目标4） 课时：2周，共6课时 教学内容 第一节MOS结构 与平行板电容的比较 第二节能带图 一、半导体表面的状态 多子堆积，多子耗尽，少子反型 二、MOS结构的能带图★△ 空间电荷区宽度、平带电压、阈值电压 第三节CV特性 一、理想MOS结构的电容-电压特性★ 二、氧化层电荷及界面态的影响△ 思考题： 1、画出硅表面多子堆积，多子耗尽，少子反型时的能带状态。 2、实际硅-二氧化硅系统的C-V特性。 第十一章实验（支撑课程目标5） 课时：3周，共9课时 第一节显微镜测量MOS尺寸 第二节四探针法测量方块电阻 第三节MOS CV特性测量 四、教学方法 授课方式：ā理论课（讲授核心内容、总结、按顺序提示今后内容、答疑、公布习题和 课外拓展学习等)：b.课后练习（按照理论内容进行）：c.实验环节（根据理论课教学内容， 要求学生学会简单操作、四探针仪以及探针台并完成实验任务)：d.办公室时间（每周安排 固定的办公室时间，学生无需预约，可来教师办公室就课程内、外内容进行讨论)：e.答疑 (全部理论课程和实验课程完成后安排1~2次集中答疑，答疑时间不包括在课程学时内， 答疑内容包括讲授内容、习题、实验等)：期中和期末闭卷考试。 课程要求：a理论课：在理论课讲授环节中，应注意概念讲清讲透，并贯彻理论联系实 际的原则，注意学生逻辑思维能力、工程观点和分析与解决问题能力的培养。根据本课程的 特点，必须严格要求学生独立完成一定数量的习题；b.实验环节：要求学生学会简单操作、 四探针仪以及探针台，正确地读取和记录实验数据、绘制图表，培养学生良好的实验习惯， 树立实事求是和严肃认真的科学作风，根据实验数据和实验结果撰写实验报告，具有对实验
第十章 MOS 结构 （支撑课程目标 4） 课时：2 周，共 6 课时 教学内容 第一节 MOS 结构 与平行板电容的比较 第二节 能带图 一、半导体表面的状态 多子堆积，多子耗尽，少子反型 二、MOS 结构的能带图 空间电荷区宽度、平带电压、阈值电压 第三节 CV 特性 一、理想 MOS 结构的电容-电压特性 二、氧化层电荷及界面态的影响 思考题： 1、画出硅表面多子堆积，多子耗尽，少子反型时的能带状态。 2、实际硅-二氧化硅系统的 C-V 特性。 第十一章 实验 （支撑课程目标 5） 课时：3周，共9课时 第一节 显微镜测量MOS尺寸 第二节 四探针法测量方块电阻 第三节 MOS CV特性测量 四、教学方法 授课方式：a.理论课（讲授核心内容、总结、按顺序提示今后内容、答疑、公布习题和 课外拓展学习等）；b.课后练习（按照理论内容进行）；c.实验环节（根据理论课教学内容， 要求学生学会简单操作、四探针仪以及探针台并完成实验任务）；d.办公室时间（每周安排 固定的办公室时间，学生无需预约，可来教师办公室就课程内、外内容进行讨论）；e.答疑 （全部理论课程和实验课程完成后安排 1～2 次集中答疑，答疑时间不包括在课程学时内， 答疑内容包括讲授内容、习题、实验等）；f.期中和期末闭卷考试。 课程要求：a.理论课：在理论课讲授环节中，应注意概念讲清讲透，并贯彻理论联系实 际的原则，注意学生逻辑思维能力、工程观点和分析与解决问题能力的培养。根据本课程的 特点，必须严格要求学生独立完成一定数量的习题；b.实验环节：要求学生学会简单操作、 四探针仪以及探针台，正确地读取和记录实验数据、绘制图表，培养学生良好的实验习惯， 树立实事求是和严肃认真的科学作风，根据实验数据和实验结果撰写实验报告，具有对实验
结果进行分析和解释的能力。 五、考核及成绩评定 1、考核及成绩评定方式 考核方式：闭卷笔试，平时成绩（课堂表现及作业），实验 成绩评定方式：期末成绩45%，期中成绩30%，平时成绩10%，实验成绩15% 课程目标达成情况及考试成绩评定占比(%) 课程教学 支撑毕业要求 考试和评价方式成绩占比(%) 成绩比 目标 平时成绩 实验成绩 期中考试 期末考试 例(%) 教学目标1 毕业要求1.3 2 5 5 12 教学目标2 毕业要求13 2 15 10 27 教学目标3 毕业要求2.3 2 10 15 27 教学目标4 毕业要求2.3 2 15 17 教学目标5 毕业要求4.1 2 15 17 合计 10 15 30 45 100 2、 考核与评价标准 实验成绩评价标准： 基本要求 评价标准 成绩比 优秀 良好 合格 不合格 例(%) 能够清晰 能够清晰 能够描 不理解 表达MOS CV 述MOS CV 表达MOS CV 特性和方块电 特性和方块 MOS CV 熟悉方块 特性和方块电 阻的测试原 电阻和电 阻的测试原理： 电阻的测试 特性和方 块电阻的 阻率之间 实验报告撰写 理：实验报告 原理：实验报 测试原 的关系： 撰写规范，内 告撰写尚规 规范，内容完 理：没有 容比较完整： 范，内容基本 熟悉MOS 整，条理清晰： 交实验报 40 自己努力完 完整：自己努 的CV特 自己努力完成， 告：或者 成，没有抄袭。 力完成，没有 性（支撑 没有抄袭：有核 基本上是 毕业要求 有核心问题的 抄袭。核心问 心问题的心得 抄袭：或 4-1) 体会、有自己的 心得体会，但 题的心得体 自己的个人见 会较少，无创 者内容太 个人见解和想 空泛，太 解和想法较 意和个人想 法。 简单。 少。 法。 能够根据 能够基于 能够基于 提取器 不能 实验测试 半导体物理知 半导体物理知 件参数个别 能提取器 结果提取 识和测量结果， 识和测量结 错误：实验结 件参数： 器件参 准确提取器件 果，提取器件 果画图比较 实验结果 60 数，分析 参数：实验结果 参数：实验结 标准：实验结 画图粗 实验现 画图标准：实验 果画图比较标 果分析比较 糙：无实 象，得出 结果分析合理， 准：实验结果 合理，能得出 验结果分 合理结论 结论正确。 分析比较合 结论。 析和结
结果进行分析和解释的能力。 五、考核及成绩评定 1、考核及成绩评定方式 考核方式：闭卷笔试，平时成绩（课堂表现及作业），实验 成绩评定方式：期末成绩 45%，期中成绩 30%，平时成绩 10%，实验成绩 15% 课程目标达成情况及考试成绩评定占比（%） 课程教学 目标 支撑毕业要求 考试和评价方式成绩占比（%） 成绩比 平时成绩 实验成绩 期中考试 期末考试 例（%） 教学目标 1 毕业要求 1.3 2 5 5 12 教学目标 2 毕业要求 1.3 2 15 10 27 教学目标 3 毕业要求 2.3 2 10 15 27 教学目标 4 毕业要求 2.3 2 15 17 教学目标 5 毕业要求 4.1 2 15 17 合计 10 15 30 45 100 2、考核与评价标准 实验成绩评价标准： 基本要求 评价标准 成绩比 优秀 良好 合格 不合格 例（%） 熟悉方块 电阻和电 阻率之间 的关系； 熟悉 MOS 的 CV 特 性（支撑 毕业要求 4-1） 能够清晰 表达 MOS CV 特性和方块电 阻的测试原理； 实验报告撰写 规范，内容完 整，条理清晰； 自己努力完成， 没有抄袭；有核 心问题的心得 体会、有自己的 个人见解和想 法。 能够清晰 表达 MOS CV 特性和方块电 阻的测试原 理；实验报告 撰写规范，内 容比较完整； 自己努力完 成，没有抄袭。 有核心问题的 心得体会，但 自己的个人见 解和想法较 少。 能够描 述 MOS CV 特 性 和方 块 电 阻 的测 试 原理；实验报 告 撰 写尚 规 范，内容基本 完整；自己努 力完成，没有 抄袭。核心问 题 的 心得 体 会较少，无创 意 和 个人 想 法。 不 理 解 MOS CV 特性和方 块电阻的 测试原 理；没有 交实验报 告；或者 基本上是 抄袭；或 者内容太 空泛，太 简单。 40 能够根据 实验测试 结果提取 器件参 数，分析 实验现 象，得出 合理结论 能够基于 半导体物理知 识和测量结果， 准确提取器件 参数；实验结果 画图标准；实验 结果分析合理， 结论正确。 能够基于 半导体物理知 识和测量结 果，提取器件 参数；实验结 果画图比较标 准；实验结果 分析比较合 提取器 件 参 数个 别 错误；实验结 果 画 图比 较 标准；实验结 果 分 析比 较 合理，能得出 结论。 不 能 能提取器 件参数； 实验结果 画图粗 糙；无实 验结果分 析和结 60
(支撑毕 理，结论正确。 论。 业要求 4-1) 注：该表格中比例为各个实验占实验总成绩的比例。 期中考试考核评价标准 达成情况评价标准 成绩比 基本要求 优秀≥0.9 良好≥0.7 合格≥0.6 不合格<0.6 例(%) 掌握固体 材料的分 类和标准、 概念清晰， 概念较清 能准确地 晰，能描述 不同的晶 掌握基本 胞结构的 描述晶胞 晶胞结构 概念不清 概念，知道 结构特点， 特点，能计 楚，并原子 教学目标1 特点，掌握 能准确计 算原子密 如何计算 密度和价键 20 硅、砷化镓 原子密度 等典型半 算原子密 度和价键 和价键密 密度完全不 导体的晶 度和价键 密度，数学 度。 了解。 密度，数学 表达较完 胞结构特 表达完整。 整。 点和价键 类型 能够准确 能够准确 能够比较 了解载流 描述载流 描述载流 准确描述 子、能带、 不清楚载流 子、能带、 子、能带、 载流子、能 费米能级 子、能带、 费米能级 费米能级 带、费米能 等概念以 费米能级等 教学目标2 等概念以 等概念以 20 级等概念 及各种载 概念以及各 及各种载 及各种载 以及各种 流子输运 种载流子输 流子输运 流子输运 载流子输 机制，能够 运机制。 机制。 机制。 运机制。 简单描述。 具备半导 体物理中 掌握半导 掌握半导 了解半导 了解半导体 分析和理 体内载流 体内载流 体内载流 解的能力， 子浓度及 子浓度及 子浓度及 内载流子浓 度及费米能 能够基于 费米能级 费米能级 费米能级 教学目标3 专业知识 级位置的计 60 位置的判 位置的判 位置的计 算方法，不 判断半导 断方法，并 断方法，并 算方法，但 体的状态， 能准确画 能画出能 能带图画 会画能带 图。 并得出结 出能带图。 带图。 得不准确。 论。 注： 该表格中比例为期中考试卷各教学目标所占成绩比例
（支撑毕 业要求 4-1） 理，结论正确。 论。 注：该表格中比例为各个实验占实验总成绩的比例。 期中考试考核评价标准 基本要求 达成情况评价标准 成绩比 优秀0.9 良好0.7 合格0.6 不合格<0.6 例（%） 教学目标 1 掌 握 固 体 材料的分 类和标准、 不同的晶 胞结构的 特点，掌握 硅、砷化镓 等典型半 导体的晶 胞结构特 点和价键 类型 概念清晰， 能准确 地 描 述 晶 胞 结构特点， 能准确计 算原子密 度和价键 密度，数学 表达完整。 概念较 清 晰，能描述 晶胞结构 特点，能计 算原子密 度和价键 密度，数学 表 达 较 完 整。 掌 握 基 本 概念，知道 如何计算 原子密度 和价键密 度。 概 念 不 清 楚，并原子 密度和价键 密度完全不 了解。 20 教学目标 2 能 够准确 描述载 流 子、能带、 费米能级 等概念以 及各种载 流子输运 机制。 能够准确 描述载 流 子、能带、 费米能级 等概念以 及各种载 流子输运 机制。 能够比较 准确描述 载流子、能 带、费米能 级等概念 以及各种 载流子输 运机制。 了 解 载 流 子、能带、 费米能级 等概念以 及各种载 流子输运 机制，能够 简单描述。 不清楚载流 子、能带、 费米能级等 概念以及各 种载流子输 运机制。 20 教学目标 3 具备半导 体物理中 分析和理 解的能力， 能 够基于 专 业知识 判断半导 体的状态， 并得出结 论。 掌握半导 体内载流 子浓度及 费米能级 位置的判 断方法，并 能准确画 出能带图。 掌握半导 体内载流 子浓度及 费米能级 位置的判 断方法，并 能画出能 带图。 了解半导 体内载流 子浓度及 费米能级 位置的计 算方法，但 能带图画 得不准确。 了解半导体 内载流子浓 度及费米能 级位置的计 算方法，不 会画能带 图。 60 注：该表格中比例为期中考试卷各教学目标所占成绩比例
期末考试考核评价标准 成绩比 基本要求 达成情况评价标准 优秀>0.9 良好>0.7 合格>0.6 不合格<0.6 例(%) 掌握固体 材料的分 类和标准、 概念清晰， 概念较清 不同的晶 能准确地 晰，能描述 描述晶胞 晶胞结构 掌握基本 胞结构的 概念，知道 概念不清楚， 特点，掌握 结构特点， 特点，能计 如何计算 并原子密度 教学目标1 能准确计 算原子密 15 硅、砷化镓 原子密度 和价键密度 等典型半 算原子密 度和价键 和价键密 度和价键 密度，数学 完全不了解。 导体的晶 密度，数学 表达较完 度。 胞结构特 点和价键 表达完整。 整。 类型 能够准确 能够准确 能够比较 了解载流 描述载流 描述载流 准确描述 子、能带、 不清楚载流 子、能带、 子、能带、 载流子、能 费米能级 子、能带、费 费米能级 费米能级 带、费米能 等概念以 教学目标2 米能级等概 15 等概念以 等概念以 级等概念 及各种载 念以及各种 及各种载 及各种载 以及各种 流子输运 载流子输运 流子输运 流子输运 载流子输 机制，能够 机制。 机制。 机制。 运机制。 简单描述。 具备半导 体物理中 掌握半导 掌握半导 了解半导 分析和理 体内载流 体内载流 体内载流 了解半导体 解的能力， 子浓度及 子浓度及 子浓度及 内载流子浓 能够基于 费米能级 费米能级 费米能级 度及费米能 教学目标3 30 专业知识 位置的判 位置的判 位置的计 级位置的计 判断半导 断方法，并 断方法，并 算方法，但 算方法，不会 体的状态， 能准确画 能画出能 能带图画 画能带图。 并得出结 出能带图。 带图。 得不准确。 论。 能够基于 能理解简 能较好地 半导体物 了解简单 单半导体 理解简单 理知识分 器件的工 半导体器 不了解半导 半导体器 件的工作 体器件的工 析简单半 作原理和 件的工作 原理和影 作原理和影 导体器件 影响器件 原理和影 教学目标4 响器件特 响器件特性 40 的工作原 特性的因 响器件特 性的因素， 的因素，不能 理，能够判 素，能准确 性的因素， 能提取部 提取器件的 断影响器 提取器件 能提取器 分器件的 典型参数 件的关键 的典型参 件的典型 典型参数 参数 数 参数 注： 该表格中比例为期末考试卷各教学目标所占成绩比例
期末考试考核评价标准 基本要求 达成情况评价标准 成绩比 优秀>0.9 良好>0.7 合格>0.6 不合格<0.6 例（%） 教学目标 1 掌 握 固 体 材料的分 类和标准、 不同的晶 胞结构的 特点，掌握 硅、砷化镓 等典型半 导体的晶 胞结构特 点和价键 类型 概念清晰， 能准确 地 描 述 晶 胞 结构特点， 能准确计 算原子密 度和价键 密度，数学 表达完整。 概念较 清 晰，能描述 晶胞结构 特点，能计 算原子密 度和价键 密度，数学 表达较完 整。 掌 握 基 本 概念，知道 如何计算 原子密度 和价键密 度。 概念不清楚， 并原子密度 和价键密度 完全不了解。 15 教学目标 2 能够准确 描述载 流 子、能带、 费米能级 等概念以 及各种载 流子输运 机制。 能够准确 描述载 流 子、能带、 费米能级 等概念以 及各种载 流子输运 机制。 能够比较 准确描述 载流子、能 带、费米能 级等概念 以及各种 载流子输 运机制。 了 解 载 流 子、能带、 费米能级 等概念以 及各种载 流子输运 机制，能够 简单描述。 不清楚载流 子、能带、费 米能级等概 念以及各种 载流子输运 机制。 15 教学目标 3 具备半导 体物理中 分析和理 解的能力， 能 够基于 专业知识 判断半导 体的状态， 并得出结 论。 掌握半导 体内载流 子浓度及 费米能级 位置的判 断方法，并 能准确画 出能带图。 掌握半导 体内载流 子浓度及 费米能级 位置的判 断方法，并 能画出能 带图。 了解半导 体内载流 子浓度及 费米能级 位置的计 算方法，但 能带图画 得不准确。 了解半导体 内载流子浓 度及费米能 级位置的计 算方法，不会 画能带图。 30 教学目标 4 能够基于 半导体物 理知识分 析简单半 导体器件 的工作原 理，能够判 断影响器 件的关键 参数 能理解简 单半导体 器件的工 作原理和 影响器件 特性的因 素，能准确 提取器件 的 典型参 数 能较好地 理解简单 半导体器 件的工作 原理和影 响器件特 性的因素， 能提取器 件的典型 参数 了解简单 半导体器 件的工作 原理和影 响器件特 性的因素， 能提取部 分器件的 典型参数 不了解半导 体器件的工 作原理和影 响器件特性 的因素，不能 提取器件的 典型参数 40 注：该表格中比例为期末考试卷各教学目标所占成绩比例
教材级参考书目 教材 半导体物理与器件，Donald A.Neamen著，赵毅强等译，电子工业出版社 参考书目 1.固体物理学，谢希德，方俊鑫，上海：上海科技出版社 2.半导体物理学，刘恩科编，科学出版社
教材级参考书目 教材 半导体物理与器件，Donald A. Neamen 著，赵毅强等译，电子工业出版社 参考书目 1. 固体物理学，谢希德，方俊鑫，上海：上海科技出版社 2．半导体物理学，刘恩科编，科学出版社
