2017年哈尔滨理工大学833半导体物理考研大纲

《半导体物理》考试大纲
适用专业名称：电子科学与技术
科目代码及
名称
参考书
目
考试大纲
833 半导体物
理
《半导体
物理学》
刘恩科
朱秉升
罗晋生
电子工业
出版社
2011
第七版
一、 考试目的与要求
考察考生对半导体物理的基本概念、基本原理和基本方法的掌握程度和利用基础知识
解决电子科学与技术相关问题的能力。要求考生对半导体物理的基本概念有较深入的了解，
能够系统地掌握半导体物理中基本定律的推导、证明和应用，并具有综合运用所学知识分
析问题和解决问题的能力。
二、 试卷结构（满分 150 分）
题型比例：
1．名词解释 约40分
2．简答题 约40分
3．计算题 约40分
4．分析论述题 约 30 分
三、考试内容与要求
（一）半导体的晶格结构和电子状态
考试内容
半导体的晶格结构和结合性质，半导体中的电子状态和能带，半导体中的电子运动和有效
质量，本征半导体的导电机构，空穴，硅和锗及 III－V 族化合物半导体的能带结构。
考试要求
1．了解半导体的晶格结构和结合性质的基本概念。
2．理解半导体中的电子状态和能带的基本概念。
3．掌握半导体中的电子运动规律，理解有效质量的意义。
4．理解本征半导体的导电机构，理解空穴的概念。
5．理解硅和锗的能带结构，掌握有效质量的计算方法。
6．了解 III－V 族化合物半导体的能带结构。
（二）半导体中杂质和缺陷能级
考试内容
半导硅、锗晶体中的杂质能级。
考试要求
1．理解替位式杂质、间隙式杂质、施主杂质、施主能级、受主杂质、受主能级的概念。
2．简单计算浅能级杂质电离能。
3．了解杂质的补偿作用、深能级杂质的概念。
（三）半导体中载流子的统计分布
考试内容
状态密度，费米能级和载流子的统计分布，本征半导体的载流子浓度，杂质半导体的载
流子浓度，一般情况下的载流子统计分布，简并半导体。
考试要求
1．理解并熟练掌握状态密度的概念和表示方法。
2．理解并熟练掌握费米能级和载流子的统计分布。
3．理解并熟练掌握本征半导体的载流子浓度的概念和表示方法。
4．理解并熟练掌握杂质半导体的载流子浓度的概念和表示方法。
5．理解并掌握一般情况下的载流子统计分布。
6．理解并熟练掌握简并半导体的概念，简并半导体的载流子浓度的表示方法，简并化条
件。了解禁带变窄效应。
（四）半导体的导电性
考试内容
载流子的漂移运动，迁移率，载流子的散射，迁移率与杂质浓度和温度的关系，电阻率
及其与杂质浓度和温度的关系，强电场下的效应，热载流子。
考试要求
1．理解迁移率的概念。并熟练掌握载流子的漂移运动。
2．理解载流子的散射的概念。
3．理解并熟练掌握迁移率与杂质浓度和温度的关系。
4．理解并熟练掌握电阻率及其与杂质浓度和温度的关系。
5．了解强电场下的效应和热载流子的概念。
（五）非平衡载流子
考试内容
非平衡载流子的注入与复合，非平衡载流子的寿命，准费米能级，复合理论，陷阱效应，
载流子的扩散运动，载流子的漂移运动，爱因斯坦关系式，连续性方程式。
考试要求
1．理解非平衡载流子的注入与复合的概念。
2．理解非平衡载流子的寿命的概念。
3．理解准费米能级的概念。
4．了解复合理论，理解直接复合、间接复合、表面复合、俄歇复合的概念。
5．了解陷阱效应。
6．理解并熟练掌握载流子的扩散运动。
7．理解并熟练掌握载流子的漂移运动，爱因斯坦关系式。并能灵活运用。
8．理解并熟练掌握连续性方程式。并能灵活运用。
（六）p-n 结
考试内容
p-n 结及其能带图，p-n 结电流电压特性，p-n 结电容，p-n 结击穿，p-n 结隧道效应。
考试要求
1．理解并掌握 p-n 结及其能带图。
2．理解并掌握 p-n 结电流电压特性。
3．理解 p-n 结电容的概念、电容表达式。
4．理解雪崩击穿、隧道击穿、热击穿的概念。
5．了解 p-n 结隧道效应。
（七）金属和半导体的接触
考试内容
金属半导体接触及其能级图，金属半导体接触整流理论，少数载流子的注入和欧姆接触。
考试要求
1．了解金属半导体接触及其能带图。
2. 理解功函数、接触电势差的概念，包括公式、能带示意图。
3．了解表面态对接触势垒的影响。掌握金属半导体接触整流理论、肖特基势垒二极管的
概念。
4．了解少数载流子的注入和欧姆接触的概念。
（八）半导体表面与 MIS 结构
考试内容
半导体表面态，表面电场效应，MIS 结构的电容－电压特性，硅─二氧化硅系数的性质，
表面电导及迁移率，表面电场对 p－n 结特性的影响。
考试要求
1．理解表面态的概念。
2．理解表面电场效应，空间电荷层及表面势的概念。理解并熟练掌握表面空间电荷层的
电场、电势和电容的关系。
3．理解并熟练掌握 MIS 结构的电容－电压特性，并能灵活运用。
4．理解并熟练掌握硅─二氧化硅系数的性质。
5．理解表面电导及迁移率的概念。
6．了解表面电场对 p－n 结特性的影响。
四、备注
需使用不带记忆功能的科学计算器