半导体器件概论-复旦大学信息科学与工程学院--欢迎您们

《半导体器件概论》考试大纲一、考试方法和考试时间考试采用闭卷、笔试形式，考试时间为180分钟。二、考试内容和考试要求（半导体物理和器件部分）基本参考书：《半导体器件物理》，孟庆巨等编著，科学出版社2005出版。参考书：1、《半导体物理学》刘恩科电子工业出版社2003出版2、《半导体物理与器件》，裴素华等编著，机械工业出版社2008出版。3、R.M.Warner,B.L.GrungSemiconductor-DeviceElectronics(《半导体器件电子学》吕长志等译，电子工业出版社2005年2月出版)4、RobertF.PierretSemiconductorDeviceFundamental(《半导体器件基础》黄如等译，电子工业出版社2004年11月出版)考试对象的要求：在了解半导体导电机制和其中载流子的性质和行为的基础上，初步了解硅双极型晶体管和MOS场效应晶体管的基本结构、工作原理，初步了解器件电参数和几何结构及半导体材料参数之间的关系；要求：了解基本术语概念;熟悉公式；掌握公式的内容和约束条件。一、了解半导体导电机制和其中载流子的性质和行为：1、了解半导体和绝缘体、金属的能带、导电机制有哪些差别，同时知道绝缘体和半导体之间在特定条件下又有可能转化；2、了解晶体中描述电子的共有化状态和局域状态的基本参数；3、了解‘空穴’导电的本质；4、了解控制半导体导电类型和导电能力的原理；5、了解半导体中非平衡载流子的漂移、扩散、复合规律。二、初步了解硅PN结二极管、双极型晶体管和MOS场效应晶体管的基本结构、及工作原理：1、初步了解PN结的形成，主要特性及应用；2、初步了解双极型晶体管和MOS场效应晶体管中载流子的运动情况和器件的工作原理；3、初步了解双极型晶体管和MOS场效应晶体管的输入输出特性；初步了解两者特性的差异；4、初步了解有各种非理想因素对PN结二极管、双极型晶体管和MOS场效应晶体管特性的影响。三、初步了解器件电参数和几何结构及半导体材料参数之间的关系：1、初步了解双极型晶体管的电特性和器件结构及半导体材料参数（掺杂情况、尺寸大小等不同半导体材料等）的关系；2、初步了解MOS场效应晶体管的电特性和器件结构及半导体材料参数的关系；3、初步了解器件各种电参数对结构参数要求之间的矛盾。内容提要：第一章晶体中电子的能量状态1．硅和砷化镓的晶体结构2．晶向指数和晶面指数3．自由电子的E~k关系4．一维矩形势阱中电子的E~k关系5．晶体中共有化电子的运动6．晶体中的载流子：电子和空穴7．硅和砷化镓的能带图8．半导体中的局域能级第二章平衡载流子的统计分布1．带中电子的状态密度2．费米分布函数3．本征半导体中电子、空穴的浓度4．单一浅能级低掺杂半导体中电子和空穴的浓度5．金属、半导体和绝缘体6．杂质的补偿效应7．重掺杂效应第三章电导率和迁移率1．载流子的散射2．电导率和迁移率及其随温度的变化3．强电场效应第四章非平衡载流子1．费米能级2．非平衡载流子的寿命3．非平衡载流子的复合机制4．复合中心和陷阱中心5．非平衡载流子的扩散和漂移6．爱因斯坦关系7．电中性条件8．连续性方程及某些情况下的解第五章结1．平衡态PN结2．理想PN结的伏安特性和非理想因素的影响3．PN结的电容4．PN结的击穿特性5．金-半肖特基接触和欧姆接触6．异质结7．同质PN结二极管的开关特性第六章MOS电容1．氧化硅和硅的界面2．MOS电容中的电荷成分3．理想的MOS电容的C~V关系4．实际MOS电容的C~V关系及其应用第七章双极型晶体管1．晶体管中电荷的流动及其放大原理2．输出特性3．Early效应（有效基区宽度调变效应）4．Kirk效应（有效基区展宽效应）5．高频特性6．开关特性第八章MOSFET1．MOSFET的类型2．阈值电压的公式及调整方法3．直流特性4．跨导5．击穿特性6．高频特性7．开关特性8．CMOS9．沟道长度调制效应；表面迁移率和漏端速度饱和效应；（工艺部分）主要参考书：《硅集成电路工艺基础》关旭东编著，北京大学出版社基本要求：1、了解从晶体管到硅集成电路的发展过程；2、熟悉硅平面工艺的基本原理；3、掌握各类集成电路的结构特点和工艺流程；1从晶体管到硅集成电路1.1从锗点接触晶体管的发明到第一块锗集成电路的问世1.2半导体材料从锗到硅的演变1.3现代集成电路技术的发展基础1.4硅外延平面晶体管的结构和制造工艺1.5双极型硅集成电路的基本结构和工艺特点1.5.1集成电路中的隐埋层1.5.2集成电路中的PN结隔离1.5.3双极型硅集成电路制造工艺流程2氧化2.1SiO2的结构及性质2.2SiO2在集成电路中的应用2.3SiO2的制备及原理3扩散3.1扩散的机理3.2扩散方程及其解3.3影响杂质分布的其他因素3.4扩散工艺参量3.5扩散杂质的选择3.6扩散方法4光刻4.1光刻原理4.1.1光源4.1.2曝光系统4.1.3光致抗蚀剂4.2光刻工艺流程5外延5.1硅气相外延的基本原理5.2外延层中的掺杂6薄膜工艺6.1物理气相淀积6.1.1真空蒸发的基本原理6.1.2蒸发源6.1.3溅射6.2化学气相淀积6.2.1常压化学气相淀积6.2.2低压化学气相淀积6.2.3等离子增强化学气相淀积6.2.4CVD技术在VLSI生产中的应用7离子注入7.1离子注入的工艺原理7.2离子注入损伤及其退火处理7.3离子注入在集成电路中的应用8刻蚀8.1VLSI对图形转移的要求8.2湿法腐蚀8.3干法刻蚀9工艺集成9.1集成电路中的一些基本单元器件9.2MOS集成电路的工艺集成9.2.1MOS集成电路的基本结构和特点9.2.2NMOS硅栅集成电路工艺9.2.3CMOS集成电路的工艺集成9.2.4BiCMOS集成电路的工艺集成9.2.5SOICMOS集成电路工艺