半导体物理课程教学大纲文档格式.docx
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教材:
《半导体物理实验讲义》,自编教材
参考书:
1.半导体器件物理与工艺(第三版),施敏,苏州大学出版社,
2.[美].格罗夫编,齐健译.《半导体器件物理与工艺》.科学出版社,1976
二、课程内容与安排
实验一绪论
一、介绍半导体物理实验的要紧内容
二、学生上课要求,分组情形等
实验二
四探针法测量电阻率
一、实验目的或实验原理
1、了解四探针电阻率测试仪的大体原理;
二、了解的四探针电阻率测试仪组成、原理和利用方式;
3、能对给定的薄膜和块体材料进行电阻率测量,并对实验结果进行分析、处置。
二、实验内容
一、测量单晶硅样品的电阻率;
二、测量FTO导电层的方块电阻;
3、对测量结果进行必要的修正。
三、实验仪器与材料
四探针测试仪、P型或N型硅片、FTO导电玻璃。
实验三
椭圆偏振法测量薄膜的厚度和折射率
一、了解椭圆偏振法测量薄膜参数的大体原理;
二、把握椭圆偏振仪的利用方式,并对薄膜厚度和折射率进行测量。
一、测量硅衬底上二氧化硅膜的折射率和厚度;
三、实验要紧仪器设备及材料
椭圆偏振仪、硅衬底二氧化硅薄膜。
实验四
激光测定硅单晶的晶向
一、明白得激光测量Si单晶晶面取向的原理;
二、学会利用激光测量单晶Si的晶面取向。
一、单晶Si的磨片与侵蚀;
二、测量处置Si片的晶面取向。
He-Ne激光器、光具座、光屏、NaOH、电炉、烧杯、单晶Si片等。
实验五紫外可见分光光度计
一、了解紫外可见分光光度计的结构、性能及利用方式;
二、熟悉常见样品透过、吸收光谱的测量方式。
1、别离测量红、蓝墨水的吸收光谱;
2、测量半导体薄膜的透射/吸收光谱,并计算材料的光学带隙。
紫外可见分光光度计、红墨水、蓝墨水、比色皿、半导体薄膜。
实验六太阳电池参数的测定
1、了解太阳能电池的大体结构与光电特性;
2、把握太阳能电池电学性能测试的大体方式。
一、无光照时,测量太阳能电池的伏安特性曲线;
二、有光照时,测量太阳能电池的短路电流、开路电压、最大输出功率及填充因子。
太阳能电池板、电压表、电流表、滑线变阻器、直流电流源。
实验七荧光分光光度计测量半导体光致发光
一、明白得半导体光致发光的动力学进程;
二、学会利用荧光分光光度计测量半导体的光致发光,确信半导体的带隙与带间能级;
3、分析不同激发波长对半导体发光的阻碍。
一、测量不同带隙宽度半导体的光致发光;
二、利用不同激发波长测量同一样品的光致发光;
3、测量光致发光的激发谱。
荧光分光光度计、ZnO、GaN及稀土搀杂GaN等。
实验八MOS结构高频C-V特性测量
一、了解MOS结构的C-V特性;
二、明白得高频C-V关系测量确信氧化层厚度、Si/SiO2界面周围的电荷密度的原理;
3、学会用高频C-V关系测量确信氧化层厚度、Si/SiO2界面周围的电荷密度。
一、测量MOS结构的高频C-V特性曲线。
二、通过数据确信氧化层厚度、Si/SiO2界面周围的电荷密度。
加热装置、高频C-V测试仪、x-y函数记录仪;
MOS电容等。
实验九霍尔效应法测量半导体参数
一、了解霍尔效应的大体原理;
二、学会用变温霍尔效应测量仪来测量样品的霍尔系数和电导率,确信半导体载流子浓度和迁移率。
一、常温下测量样品的霍尔系数和电导率;
二、变温下测量样品的霍尔系数和电导率;
变温霍尔效应测量仪、P及N型硅片、液氮。
实验十
射频溅射法沉积半导体薄膜
一、了解真空的取得、制备和测量的一样知识;
二、明白得超高真空射频磁控溅射设备的结构、工作原理等;
3、学会利用射频磁控溅射设备制备薄膜。
一、硅片的清洗处置;
二、真空的取得与测量;
3、ZnO薄膜的溅射沉积。
超声波清洗机、超高真空射频磁控溅射设备;
1号和2号清洗液、酒精、ZnO靶、O2、氩气等。
实验十一等离子体增强化学气相沉积(PECVD)法制备半导体薄膜材料
一、了解PECVD制备薄膜的大体原理,把握PECVD设备的结构;
二、学会利用PECVD制备薄膜材料。
一、衬底的清洗和预处置;
二、把握PECVD设备的结构和操作规程;
3、操作PECVD进行薄膜的制备。
超声波清洗机、PECVD;
酒精、1号和2号清洗液、硅片等。
实验十二场效应晶体管的性能测定
一、明白得场效应晶体管的工作原理;
二、学会利用特性曲线取得场效应管要紧参数。
一、测量场效应晶体管的输出特性;
二、测量场效应晶体管的转移特性。
半导体特性测试仪、探针台、场效应管等。
实验十三
半导体材料的赛贝克系数测定
一、了解并把握几类不同热电效应原理;
二、了解并把握半导体材料热电系数的测量原理及测量方式;
3、了解并把握如何通过热电系数判定半导体材料的导电类型。
一、测量单晶硅样品的热电系数及判定导电类型;
二、测量金属铝样品热电系数;
3、测量金属铜样品热电系数。
热电系数测定仪、P型或N型硅片、ITO导电玻璃、金属铝颗粒、金属铜颗粒。
实验十四
半导体材料的光刻工艺
一、了解并把握光刻机的大体原理;
二、熟悉光刻胶的类型、曝光的原理及方式;
3、把握光刻法制备图形的大体技术。
一、在硅片上光刻法制备简单图形;
二、显微镜观看测量图形尺寸;
光刻机、暗室、显微镜、光刻胶、显影液、刻蚀液、不同晶向N型硅片。
(一)教学方式与学时分派
本课程属于实验教学,共72学时。
序号
实验名称
学时
必做/选做
1
绪论
6
必做
2
四探针法测量电阻率
3
选做
4
5
紫外可见分光光度计
太阳能电池参数的测定
7
荧光分光光度计测量半导体的光致发光
8
MOS结构高频C-V特性测量
9
霍尔效应法测量半导体参数
10
射频溅射法沉积半导体薄膜
11
PECVD制备半导体薄膜材料
12
场效应晶体管的性能测定
13
半导体材料的赛贝克系数测定
必做
14
半导体材料的光刻工艺
(二)内容及大体要求
实验一绪论
要紧内容:
实验二
【重点把握】:
一、单晶硅样品的电阻率测量方式
二、FTO导电层的方块电阻测量方式;
实验三
一、了解椭圆偏振法测量薄膜参数的大体原理
二、测量硅衬底上二氧化硅膜的折射率和厚度
一、二氧化硅薄膜的折射率、厚度的测量方式。
实验四
一、单晶Si的磨片与侵蚀;
二、测量处置Si片的晶面取向。
一、利用激光测量单晶Si的晶面取向
实验五紫外可见分光光度计
一、测量红、蓝墨水的吸收光谱;
二、半导体薄膜的透射/吸收光谱,并计算材料的光学带隙。
一、液体和薄膜样品透过、吸收光谱的测量方式
实验六太阳电池参数的测定
一、无光照时,测量太阳能电池的伏安特性曲线;
二、有光照时,测量太阳能电池的短路电流、开路电压、最大输出功率及填充因子。
一、太阳能电池电学性能测试的大体方式
【把握】:
一、太阳能电池的大体结构与光电特性
实验七荧光分光光度计测量半导体光致发光
一、测量不同带隙宽度半导体的光致发光;
二、利用不同激发波长测量同一样品的光致发光;
3、测量光致发光的激发谱。
一、利用荧光分光光度计测量半导体的光致发光,确信半导体的带隙与带间能级
一、半导体光致发光的动力学进程
二、不同激发波长对半导体发光的阻碍
实验八MOS结构高频C-V特性测量
一、测量MOS结构的高频C-V特性曲线。
二、通过数据确信氧化层厚度、Si/SiO2界面周围的电荷密度。
一、用高频C-V关系测量确信氧化层厚度、Si/SiO2界面周围的电荷密度
一、高频C-V关系测量确信氧化层厚度、Si/SiO2界面周围的电荷密度的原理
实验九霍尔效应法测量半导体参数
一、常温下测量样品的霍尔系数和电导率;
二、变温下测量样品的霍尔系数和电导率;
一、变温霍尔效应测量仪来测量样品的霍尔系数和电导率,确信半导体载流子浓度和迁移率
实验十
一、硅片的清洗处置;
二、真空的取得与测量;
3、ZnO薄膜的溅射沉积。
一、超高真空射频磁控溅射设备的结构、工作原理
二、利用射频磁控溅射设备制备薄膜
实验十一等离子体增强化学气相沉积(PECVD)法制备半导体薄膜材料
一、衬底的清洗和预处置;
二、把握PECVD设备的结构和操作规程;
3、操作PECVD进行薄膜的制备。
一、PECVD制备薄膜的大体原理,把握PECVD设备的结构;
二、学会利用PECVD制备薄膜材料。
实验十二场效应晶体管的性能测定
一、测量场效应晶体管的输出特性;
二、测量场效应晶体管的转移特性。
一、明白得场效应晶体管的工作原理
二、利用特性曲线取得场效应管要紧参数
实验十三
一、测量单晶硅样品的热电系数及判定导电类型;
二、测量金属铝样品热电系数;
3、测量金属铜样品热电系数。
1、半导体材料热电系数的测量原理及测量方式;
2、如何通过热电系数判定半导体材料的导电类型。
实验十四
一、在硅片上光刻法制备简单图形;
二、显微镜观看测量图形尺寸;
一、光刻法制备图形的大体技术。
1、熟悉光刻胶的类型、曝光的原理及方式
制定人:
兰伟
审定人:
批准人:
日期:
2016年11月
- 配套讲稿:
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- 关 键 词:
- 半导体 物理 课程 教学大纲