2019年西安电子科技大学801半导体物理与器件物理基础考研大纲

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研究生入学考试复习大纲
“半导体物理与器件物理”(801)
一、 总体要求
“半导体物理与器件物理”（801）由半导体物理、半导体器件物理二部分组成，半导
体物理占 60%（90 分）、器件物理占 40%（60 分）。
“半导体物理”要求学生熟练掌握半导体的相关基础理论，了解半导体性质以及受外
界因素的影响及其变化规律。重点掌握半导体中的电子状态和带、半导体中的杂质和缺
陷能级、半导体中载流子的统计分布、半导体的导电性、半导体中的非平衡载流子等相
关知识、基本概念及相关理论，掌握半导体中载流子浓度计算、电阻(导)率计算以及运
用连续性方程解决载流子浓度随时间或位置的变化及其分布规律等。
“器件物理”要求学生掌握 MOSFET 器件物理的基本理论和基本的分析方法，使学
生具备基本的器件分析、求解、应用能力。要求掌握 MOS 基本结构和电容电压特性；
MESFET 器件的基本工作原理；MOSFET 器件的频率特性；MOSFET 器件中的非理想
效应；MOSFET 器件按比例缩小理论；阈值电压的影响因素；MOSFET 的击穿特性；
掌握器件特性的基本分析方法。
“半导体物理与器件物理”（801）研究生入学考试是所学知识的总结性考试，考试
水平应达到或超过本科专业相应的课程要求水平。
二、 各部分复习要点
●“半导体物理”部分各章复习要点
（一）半导体中的电子状态
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1.复习内容
半导体晶体结构与化学键性质，半导体中电子状态与能带，电子的运动与有效质
量，空穴，回旋共振，元素半导体和典型化合物半导体的能带结构。
2.具体要求
半导体中的电子状态和能带
半导体中电子的运动和有效质量
本征半导体的导电机构
空穴的概念
回旋共振及其实验结果
Si、Ge 和典型化合物半导体的能带结构
（二）半导体中杂志和缺陷能级
1.复习内容
元素半导体中的杂质能级，化合物半导体中的杂质能级、位错和缺陷能级。
2.具体要求
Si 和 Ge 晶体中的杂质能级
杂质的补偿作用
深能级杂质
Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体中的杂质能级
等电子杂质与等电子陷阱
半导体中的缺陷与位错能级
（三）半导体中载流子的统计分布
1.复习内容
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状态密度，Fermi 能级，载流子统计分布，本征和杂质半导体的载流子浓度，补
偿半导体的载流子浓度，简并半导体
2.具体要求
状态密度的定义与计算
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
杂质补偿半导体的载流子浓度
简并半导体及其载流子浓度、简并化条件、简并半导体的特点与杂质带导电
载流子浓度的分析计算方法及其影响载流子浓度的因素
（四）半导体的导电性
1.复习内容
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，
电阻率与杂质浓度和温度的关系，强场效应与热载流子
2.具体要求
载流子漂移运动
迁移率
载流子散射
半导体中的各种散射机制
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
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高场畴区与 Gunn 效应；
（五）非平衡载流子
1.复习内容
非平衡载流子的产生与复合，非平衡载流子寿命，准费米能级，复合理论，陷阱效
应，非平衡载流子载流子的扩散与漂移，爱因斯坦关系，连续性方程。
2.具体要求
非平衡载流子的注入与复合
准费米能级
非平衡载流子的寿命
复合理论
陷阱效应
载流子的扩散运动
载流子的漂移运动
Einstein 关系
连续性方程的建立及其应用
●“器件物理”部分各章复习要点
（一）金属-氧化物-半导体场效应结构物理基础
1.复习内容
MOS 结构的物理性质，能带结构与空间电荷区，平带电压与阈值电压，电容电压
特性
2.具体要求
MOS 结构的物理性质
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n 型和 p 型衬底 MOS 电容器的能带结构
耗尽层厚度的计算
功函数的基本概念以及金属-半导体功函数差的计算方法
平带电压的定义与求解；阈值电压的影响因素；
MOS 电容的定义，理想的 C-V 特性；影响 C-V 特性的主要因素
（二）MOSFET 基本工作原理
1.复习内容
MOSFET 基本结构，MOSFET 电流电压关系，衬底偏置效应。MOSFET 的频率
特性。闩锁现象
2.具体要求
MOSFET 电流电压关系的定性分析，漏极电流与栅压之间的关系；
衬偏效应的概念及影响
小信号等效电路的概念与分析方法
MOSFET 器件频率特性的影响因素
CMOS 基本技术及闩锁现象
（三）MOSFET 器件的深入概念
1.复习内容
MOSFET 中的非理想效应；MOSFET 的按比例缩小理论；小尺寸器件的阈值电
压；MOSFET 器件的击穿特性
2.具体要求
理解实际器件与理想特性之间的偏差及其原因
器件按比例缩小的基本方法动态电路方程及其求解
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短沟道效应与窄沟道效应对 MOSFET 器件阈值电压的影响
MOSFET 器件的各种击穿模式，击穿电压的影响因素
三、 试卷结构与考试方式
1、题型结构：名词解释、简答题、问答题、计算题、判断题、绘图题等。试卷满
分为 150 分。
2、考试方式：闭卷，考试必须按照规定携带不具备编程和存储功能的函数计算器。
3、考试时间：180 分钟。
四、 参考书目
1、《半导体物理学》(第七版)，刘恩科、朱秉升、罗晋生等著，电子工业出版社 2011
年 3 月。
2、《半导体物理与器件》（第 4 版）赵毅强等译 电子工业出版社 2013 年。