半导体工艺工程师、器件工程师、IC设计人员、电子/物理/材料专业学生、希望深入了解器件原理的研发人员。
掌握半导体物理的基本概念(能带理论、载流子统计、输运现象)。
理解PN结、双极型晶体管、MOSFET等核心器件的工作原理与特性。
能够运用半导体物理知识分析器件性能,为电路设计提供理论支撑。
半导体材料与晶体结构:半导体材料的分类(元素半导体、化合物半导体);常见半导体材料(Si、Ge、GaAs、SiC、GaN)的特性;晶体结构(金刚石结构、闪锌矿结构);晶向与晶面(米勒指数)。
量子力学基础:量子力学的基本原理(波粒二象性、不确定性原理);薛定谔波动方程;势阱中的粒子;能带的形成(近自由电子模型、紧束缚模型)。
固体量子理论:固体能带理论(导带、价带、禁带);导体、半导体、绝缘体的能带差异;有效质量的概念;状态密度函数;费米-狄拉克分布。
平衡态半导体:本征半导体与非本征半导体;施主与受主的能级;载流子浓度计算(电子浓度n、空穴浓度p);费米能级的位置;简并与非简并半导体。
载流子输运现象:载流子漂移运动(迁移率、电导率);载流子扩散运动(扩散系数);爱因斯坦关系;霍尔效应;散射机制(晶格散射、电离杂质散射)。
非平衡载流子:过剩载流子的产生与复合;准费米能级;双极输运方程;少数载流子寿命;表面复合与SRH复合。
PN结基础:PN结的形成与耗尽层;零偏时的内建电势;反偏时的耗尽层展宽;结电容的计算;击穿机制(齐纳击穿、雪崩击穿)。
PN结二极管:理想二极管方程(肖克利方程);正向特性(扩散电流、复合电流);反向特性(产生电流、漏电流);开关特性(存储时间、反向恢复)。
金属-半导体接触:肖特基接触的形成(肖特基势垒);肖特基二极管的特性(快速开关、低正向压降);欧姆接触的实现(高掺杂隧穿);接触电阻的计算。
MOS结构:双端MOS结构(栅、衬底);积累、耗尽、反偏状态;阈值电压的概念;MOS电容的C-V特性(高频、低频);理想与非理想C-V曲线。
MOSFET基础:MOSFET的基本结构(源、漏、栅、衬底);工作原理(沟道形成、饱和与线性区);I-V特性曲线;跨导与输出电导;衬偏效应(体效应)。
先进器件简介:短沟道效应(DIBL、速度饱和、阈值电压滚降);FinFET与GAA结构的工作原理;SOI器件的优势;高迁移率材料(SiGe、III-V族)的应用。