一、考試基本要求及適用范圍概述
本大綱適用于電子信息專業(yè)(集成電路工程方向)碩士研究生。重點考察考生對于半導體物理、半導體器件相關(guān)知識的準確理解和靈活應用能力。
二、題型結(jié)構(gòu)
填空題、名詞解釋題、簡答題、計算題、綜合題等。
三、考試內(nèi)容
第一章半導體中電子的狀態(tài)及雜質(zhì)和缺陷能級
掌握半導體的晶格結(jié)構(gòu)和結(jié)合性質(zhì),半導體中的電子狀態(tài)和能帶,半導體中電子的運動,本征半導體的導電機構(gòu)等方面的內(nèi)容。掌握硅、鍺、Ⅲ-Ⅴ族化合物半導體的雜質(zhì)能級,缺陷和位錯的能級等方面的內(nèi)容。
第二章半導體中載流子的統(tǒng)計分布
掌握狀態(tài)密度,費米能級和載流子的統(tǒng)計分布,本征半導體的載流子濃度,雜質(zhì)半導體的載流子濃度,一般情況下的載流子統(tǒng)計分布,簡并半導體等方面的內(nèi)容。第三章半導體的導電性及非平衡載流子
掌握載流子的漂移運動,載流子的散射,遷移率與雜質(zhì)濃度和溫度的關(guān)系,電阻率與雜質(zhì)濃度和溫度的關(guān)系,強電場下的效應等方面的內(nèi)容。掌握非平衡載流子的注入與復合,非平衡載流子的壽命,準費米能級,復合理論,陷阱效應,載流子的擴散方程,載流子的漂移運動,愛因斯坦關(guān)系式,連續(xù)性方程,硅的少數(shù)載流子壽命與擴散長度等方面的內(nèi)容。
第四章金半接觸與MIS結(jié)構(gòu)
掌握金屬半導體接觸及其能級圖,金屬半導體接觸整流理論,少數(shù)載流子的注入和歐姆接觸等方面的內(nèi)容。掌握表面態(tài),表面電場效應,MIS 結(jié)構(gòu)的電容-電壓特性,硅-二氧化硅系數(shù)的性質(zhì),表面電導及遷移率等方面的內(nèi)容。
第五章 PN結(jié)
理解 PN 結(jié)的平衡狀態(tài),能描述平衡狀態(tài)下 PN 結(jié)的耗盡區(qū)電場分布、載流子分布,掌握 PN 結(jié)形成過程;掌握正向/ 反向偏置情況下 PN 結(jié)內(nèi)部狀態(tài)變化,會推導 PN 結(jié)直流 IV 特性方程;了解大注入/小注入特性,掌握 PN 結(jié)的擊穿現(xiàn)象及其產(chǎn)生機理;掌握 PN 結(jié)的 AC 小信號特性,并能分析勢壘電容與擴散電容的形成機理及二者的區(qū)別。
第六章雙極結(jié)型晶體管
掌握雙極晶體管效應、晶體管的直流電流放大系數(shù)、緩變基區(qū)晶體管等基本定義;掌握雙極結(jié)型晶體管在不同輸入電壓下的各種工作狀態(tài)及其對應內(nèi)部電場、能級等的變化;會推導不同偏置電壓下,雙極結(jié)型晶體管的直流 IV 方程并了解雙極結(jié)型晶體管的基本設(shè)計參數(shù);了解雙極結(jié)型晶體管的基極電阻構(gòu)成及開關(guān)特性;掌握雙極結(jié)型晶體管的電流放大系數(shù)與頻率的關(guān)系,會推導小信號 IV 方程與等效電路。
第七章金屬氧化物半導體場效應晶體管
掌握金屬-絕緣體-半導體結(jié)構(gòu)的能帶變化,并能推導閾值電壓的基本組成;能夠根據(jù)柵源、柵漏輸入電壓的變化判斷晶體管的工作狀態(tài),給出其對應電流電壓方程;掌握金屬氧化物半導體場效應晶體管的轉(zhuǎn)移特性、輸出特性,并能理解晶體管不同工作狀態(tài)對應的電流電壓方程;理解金屬氧化物半導體場效應晶體管的柵電容組成,并能給出對應模型;掌握金屬氧化物半導體場效應晶體管的襯底偏置效應、亞閾值導電等高階效應,了解相關(guān)效應對器件 IV 特性的影響。
四、參考書目
1、 半導體物理學(第 7 版),劉恩科,朱秉升,羅晉生編著,電子工業(yè)出版社。
2、 微電子器件(第 4 版),陳星弼,陳勇,劉繼芝,任敏編著,電子工業(yè)出版社。