半导体物理课程教学大纲.docx
- 文档编号:5064387
- 上传时间:2022-12-13
- 格式:DOCX
- 页数:11
- 大小:17.96KB
半导体物理课程教学大纲.docx
《半导体物理课程教学大纲.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《半导体物理课程教学大纲.docx(11页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
半导体物理课程教学大纲
《半导体物理实验》课程教学大纲
一、课程说明
(一)课程名称、所属专业、课程性质、学分;
课程名称:
半导体物理实验
所属专业:
电子材料与器件工程专业本科生
课程性质:
专业必修课
学分:
4
(二)课程简介、目标与任务;
本课程是为物理科学与技术学院电子材料与器件工程专业大四本科生所开设的实验课,是一门专业性和实践性都很强的实践教学课程。
开设本课程的目标和任务是使学生熟练把握半导体材料和器件的制备、大体物理参数和物理性质的测试原理和表征方式,为半导体材料与器件的开发设计与研制坚决基础。
(三)先修课程要求,与先修课与后续相关课程之间的逻辑关系和内容衔接;
由于是实验课,因此需要学生第一把握《半导体物理》和《半导体器件》的大体知识,再通过本课程培育学生对半导体材料和器件的制备及测试方式的实践能力。
其具体要求包括:
一、了解半导体材料与器件的大体研究方式;二、明白得半导体材料与器件相关制备与大体测试设备的原理、功能及利用方式,并能够独立操作;3、通过亲自动手操作提高理论与实践相结合的能力,提高理论学习的主动性。
开设本课程的目的是培育学生实事求是、严谨的科学作风,培育学生的实际动手能力,提高实验技术。
(四)教材与要紧参考书。
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、实验目的或实验原理
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。
二、实验内容
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、实验目的或实验原理
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。
二、实验内容
一、单晶Si的磨片与侵蚀;
二、测量处置Si片的晶面取向。
三、实验要紧仪器设备及材料
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、实验目的或实验原理
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。
二、实验内容
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。
三、实验要紧仪器设备及材料
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
一、实验目的或实验原理
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。
二、实验内容
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。
三、实验要紧仪器设备及材料
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、实验目的或实验原理
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。
二、实验内容
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。
三、实验要紧仪器设备及材料
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、实验目的或实验原理
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。
二、实验内容
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。
三、实验要紧仪器设备及材料
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、实验目的或实验原理
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。
二、实验内容
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;
三、实验要紧仪器设备及材料
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、实验目的或实验原理
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。
二、实验内容
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。
三、实验要紧仪器设备及材料
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、实验目的或实验原理
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。
二、实验内容
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。
三、实验要紧仪器设备及材料
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、实验目的或实验原理
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。
二、实验内容
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。
三、实验要紧仪器设备及材料
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、实验目的或实验原理
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。
二、实验内容
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。
三、实验仪器与材料
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、实验目的或实验原理
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。
二、实验内容
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;
三、实验仪器与材料
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
6
必做
3
椭圆偏振法测量薄膜的厚度和折射率
6
选做
4
激光测定硅单晶的晶向
6
选做
5
紫外可见分光光度计
6
必做
6
太阳能电池参数的测定
6
必做
7
荧光分光光度计测量半导体的光致发光
6
必做
8
MOS结构高频C-V特性测量
6
必做
9
霍尔效应法测量半导体参数
6
选做
10
射频溅射法沉积半导体薄膜
6
必做
11
PECVD制备半导体薄膜材料
6
选做
12
场效应晶体管的性能测定
6
必做
13
半导体材料的赛贝克系数测定
6
必做
14
半导体材料的光刻工艺
6
必做
(二)内容及大体要求
实验一绪论
要紧内容:
一、介绍半导体物理实验的要紧内容
实验二 四探针法测量电阻率
要紧内容:
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。
【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 椭圆偏振法测量薄膜的厚度和折射率
要紧内容:
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
【重点把握】:
一、二氧化硅薄膜的折射率、厚度的测量方式。
实验四 激光测定硅单晶的晶向
要紧内容:
一、单晶Si的磨片与侵蚀;
二、测量处置Si片的晶面取向。
【重点把握】:
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
要紧内容:
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。
【重点把握】:
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
要紧内容:
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。
【重点把握】:
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
要紧内容:
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。
【重点把握】:
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
【把握】:
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
要紧内容:
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。
【重点把握】:
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
【把握】:
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
要紧内容:
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;
【重点把握】:
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 射频溅射法沉积半导体薄膜
要紧内容:
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。
【重点把握】:
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
要紧内容:
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。
【重点把握】:
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
要紧内容:
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。
【重点把握】:
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 半导体材料的赛贝克系数测定
要紧内容:
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。
【重点把握】:
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 半导体材料的光刻工艺
要紧内容:
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;
【重点把握】:
一、光刻法制备图形的大体技术。
【把握】:
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:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 半导体 物理 课程 教学大纲