(第 五 稿)
胡 礼 中 编
大连理工大学物理与光电工程学院
电子科学与技术研究所
2011年2月
引言
本课程是为我校电子科学与技术专业开设的一门必修专业基础课，也是其他相关专业的重要选修课，主要介绍半导体的一些基本物理概念、现象、物理过程及其规律，为学习诸如《半导体材料》、《半导体器件》等后续课程打下基础。
本课程共分八章。第一和第二章扼要复习一下《固体物理》已详细介绍过的有关晶体结构和晶格振动及缺陷的基本知识，这些内容是学习后续内容前必需掌握的。第三章到第八章，讲述半导体物理的主要内容。包括：半导体中的电子状态，电子与空穴的统计分布，电导和霍尔效应，非平衡载流子，半导体的接触现象和半导体表面。
应该说，能带理论是半导体物理学的基础，因此在第三章中先通过简单的模型和讨论将能带理论的主要结论告诉同学们。包括更复杂的数学推导与计算的严格能带理论，我们将安排在研究生的《半导体理论》课程中讲授。
半导体物理涉及的物理概念和基本原理较多，为了加深对它们的理解，在各章里均给同学们留有习题或思考题，这些题目有的还是基本内容的补充。也有少量难度较大的题目，这样的问题有利于拓宽同学们的知识面和训练同学们的独立思考能力。
这里还想说明一点，近年来，半导体学科发展迅速，涉及的内容极其丰富，这门48学时的课程是远远不能容纳的。我只希望能通过本课程的学习，把大家引进门，使同学们对半导体科学和技术发生兴趣，以便今后进一步深入学习、研究和应用。
第五稿修正了第四稿中仍然存在的一些错误和不妥之处。
参考书
1． 黄昆，谢希德 《半导体物理学》，科学出版社，1958年
2． 黄昆，韩汝琦 《半导体物理基础》，科学出版社，1979年
3． 刘文明 《半导体物理学》，吉林人民出版社，1982年
4． 刘恩科等 《半导体物理学》，国防工业出版社（1~~4版）
5． 孟宪章，康昌鹤 《半导体物理学》，吉林大学出版社，1993年
6． 中岛坚志郎 《半导体工程学》，科学出版社，2001年
7． 叶良修 《半导体物理学》，高等教育出版社，1987年
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8． 方俊鑫，陆栋 《固体物理学》，上海科学技术出版社，1993年
9． 曾谨言 《量子力学》，科学出版社，2000年
作业本：活页形式
目录
第一章 晶体结构 §1-1 晶体内部结构的周期性 §1-2 晶体的对称性 §1-3 倒格子与周期性函数的付立叶展开 §1-4 常见半导体的晶体结构 第二章 晶格振动和晶格缺陷 §2-1 一维均匀线的振动 §2-2 一维单原子链的振动 §2-3 一维双原子链的振动 2 / 7
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§2-4 玻恩---卡门边界条件（周期性边界条件） 14
§2-5 声子 16
§2-6 晶体中的缺陷和杂质 16
第三章 半导体中的电子状态 §3-1 电子的运动状态和能带 §3-2 价带、导带和禁带 §3-3 （自由）载流子 §3-4 杂质能级与杂质补偿效应 第四章 半导体中载流子的统计分布 §4-1 状态密度 §4-2 费米分布函数和费米能级 §4-3 导带电子密度和价带空穴密度 §4-4 本征半导体 3 / 7
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§4-5 杂质半导体 31
§4-5-1 杂质能级的占据几率 31
§4-5-2 只含一种杂质的半导体 32
§4-5-3 存在杂质补偿的半导体 §4-6 简并半导体 第五章 半导体中的电导现象和霍耳效应 §5-1 载流子的散射 §5-2 电导现象 §5-3 霍耳效应 第六章 非平衡载流子 §6-1 非平衡载流子的产生和复合 §6-2 连续性方程 §6-3 非本征半导体中非平衡少子的扩散和漂移 4 / 7
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§6-4 近本征半导体中非平衡载流子的扩散和漂移 63
§6-5 载流子复合 64
第七章 半导体的接触现象 67
§7-1 外电场中的半导体 §7-2 金属—半导体接触 §7-3 金属—半导体接触的整流现象 §7-4 半导体pn结 §7-5 pn结的整流现象 §7-6 理想pn结理论（窄pn结理论） §7-7 pn结击穿 §7-8 异质结 §7-9 欧姆接触 第八章 半导体表面 5 / 7
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§8-1 表面态与表面空间电荷区 84
§8-2 空间电荷区的理论分析 84
§8-3 表面场效应 87
§8-4 理想MOS的电容—电压特性 §8-5 实际MOS的电容—电压特性 附：半导体物理习题
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