半导体材料 教学大纲.docxVIP

第 PAGE \* Arabic 1 页/ 共 NUMPAGES \* Arabic 4 页 半导体材料 一、课程说明 课程编号：030313Z10 课程名称：半导体材料/Semiconductor Materials 课程类别：专业教育课程 学时/学分：32/2 先修课程：结晶学与岩相学、无机材料科学基础、无机材料物理性能、无机材料测试技术、 无机材料热工技术 适用专业：无机非金属材料工程 教材、教学参考书： （1）半导体材料（第二版），杨树人，王宗昌，王兢，科学出版社，2004 （2）纳米半导体材料与器件，，化学工业出版社，2013 二、课程设置的目的意义 半导体科学技术和产业对国民经济发展以及国家安全具有重要的战略意义，尤其是微电子技术和光电子技术是当前信息技术的主要支撑技术。除了从事半导体材料与器件专业的人员之外，其它相关专业如材料科学与工程、物理学等领域的人员都非常需要了解这方面知识。半导体材料是半导体科学发展的基础。该课程的主要目的是使学生对半导体材料的基本知识有一个比较系统、全面的了解和认识，这对于培养新型信息领域的人才非常重要。通过本课程的教学，使学生获得半导体晶体生长方面的基础理论知识，初步掌握半导体单晶生长、制备方法以及常用的硅、化合物半导体材料的基本性质，初步了解纳米半导体材料的基础知识，为学生毕业后从事相关领域方面的工作打好基础。 三、课程的基本要求 知识要求： ①重点掌握单晶硅制备工艺原理、能带结构与电学性质； ②了解几种半导体晶体的晶体结构特性和半导体晶体中缺陷和杂质的类型与性质； ③了解砷化镓等化合物半导体材料的生长与制备技术； ④初步了解纳米半导体材料的基础知识。 能力要求： ①具有运用数学、物理、化学等自然科学基础知识分析表述半导体材料问题的能力和较强的数学运算能力； ②较好地运用图书情报学知识开展文献资料检索和文献分析，获取专业知识解决复杂工程问题和自我学习的能力； ③运用半导体材料的基础知识，具备进行自主设计实验研究无机材料工程相关的科学问题和工程实际问题的能力； ④具备娴熟运用计算机处理各种文字、专业图表、简单编程和模拟计算的能力。 素质要求： ①热爱半导体材料事业，具备科学的世界观、人生观与价值观，具备健全的人格和基本的社会道德素养； ②具备准确表达半导体材料的学习内容、研究领域等的基本素养； ③具备准确运用专业知识和语言，与不同领域从业人员交流、沟通相关专业问题； ④能够准确辩识半导体材料专业图谱，掌握其中的含义，并运用所学知识、查阅新的知识，分析、解决相关专业问题； ⑤具备团队合作的意识，能够与团队成员充分沟通、合作完成相关任务； ⑥具有创新精神和开拓进取的思维，能够在半导体材料领域的研究、开发、分析、解决问题过程中承担相应的任务。 四、教学内容、重点难点及教学设计 章节 教学内容 总学时 学时分配 教学重点 教学难点 教学方案设计（含教学方法、教学手段） 讲课 (含研讨) 实践 第1章 半导体材料 概述 半导体材料的发展和现状；半导体材料分类；半导体材料的基本特性和 应用。 2 2 0 半导体材料的基本特性及其应用 硅晶体的各向异性 课时分配：半导体材料的发展和现状、半导体材料分类（1学时）；半导体材料的基本特性和应用（1学时）。 教学方法：讲授；课堂讨论。 教学手段：多媒体课件 第2章硅的化学制备 硅的基本晶体结构和物理化学性质；高纯硅的制备 4 4 0 高纯硅的制备，包括三氯氢硅氢还原法和硅烷法 三氯氢硅的提纯 课时分配：硅的基本晶体结构和物理化学性质（1学时）；高纯硅的制（2学时）；专题讨论（1学时）。 教学方法：讲授；课堂讨论。 教学手段：多媒体课件 第3章 硅的区域提纯 分凝现象与分凝系数；硅的区域提纯原理和技术 4 4 0 区域提纯原理 多次区域与根限分布 课时分配：分凝现象与分凝系数（1学时）；硅的区域提纯原理和技术（3学时）。 教学方法：讲授；课堂讨论。 教学手段：多媒体课件 第4章 硅单晶的制备 晶体生长的原理；硅单晶的制备技术 4 4 0 从熔体中生长单晶的主要规律及生长技术 晶核长大的动力学模型 课时分配：晶体生长的原理（1学时）；硅单晶的制备技术（3学时）。 教学方法：讲授；课堂讨论。 教学手段：多媒体课件 第5章 硅晶体中的杂质和 缺陷 硅晶体中杂质的性质；硅晶体的掺杂；硅单晶的位错；硅单晶的微缺陷 4 4 0 硅晶体的掺杂 硅晶体中杂质的性质 课时分配：硅晶体中杂质的性质、硅晶体的掺杂（2学时）；硅单晶的位错、硅单晶的微缺陷（2学时）。 教学方法：讲授；课堂讨论。 教学手段：多媒体课件 第六章 硅外延生长 外延生长概述；硅的气相外延生长；硅外延层电阻率的控制；硅外延层的缺陷；硅的异质 外延 6 6 0 硅的气相外延生长技术 硅的