半导体物理考试大纲
一、考试科目基本要求及适用范围概述：
主要内容为：半导体的晶格结构和电子状态；杂质和缺陷能级；载流子的统计分布；载流子的散射及电导问题；非平衡载流子的产生、复合及其运动规律；pn结；金属和半导体的接触；半导体表面与MIS结构；半导体异质结构；半导体的光、热、磁、压阻等物理现象。要求考生熟练掌握《半导体物理》课程的基本概念与基本运算，并能加以灵活应用。
二、考试形式和试卷结构
试题题型为计算题。
三、考试内容
（一）半导体中的电子状态
1. 半导体的晶格结构和结合性质；
2. 半导体中的电子状态和能带；
3. 半导体中的电子运动和有效质量；
4. 本征半导体的导电组织；
5. 回旋共振；
6. 硅和锗的能带结构；
7. III－V族化合物半导体的能带结构；
8. II－VI族化合物半导体的能带结构。
（二）半导体中杂质和缺陷能级
1. 硅、锗晶体中的杂质能级；
2. III－V族化合物中杂质能级；
3. 缺陷、位错能级。
（三）半导体中载流子的统计分布
1. 状态密度；
2. 费米能级和载流子的统计分布；
3. 本征半导体的载流子浓度；
4. 杂质半导体的载流子浓度;
5. 一般情况下的载流子统计分布;
6. 简并半导体。
（四）半导体的导电性
1. 载流子的漂移运动和迁移率；
2. 载流子的散射；
3. 迁移率与杂质浓度和温度的关系；
4. 电阻率及其与杂质浓度和温度的关系；
5. 玻尔兹曼方程、电导率的统计理论；
6. 强电场下的效应、热载流子；
7. 多能谷散射、耿氏效应。
（五）非平衡载流子
1. 非平衡载流子的注入与复合；
2. 非平衡载流子的寿命；
3. 准费米能级；
4. 复合理论；
5. 陷阱效应；
6. 载流子的扩散运动；
7. 载流子的漂移扩散、爱因斯坦关系式；
8. 陆续在性方程；
9. 硅的少数载流子寿命与扩散长度。
（六）pn结
1. pn结及其能带图；
2. pn结电流－电压特性；
3. pn结电容；
4. pn结击穿；
5. p-n结隧道效应。
（七）金属和半导体的接触
1. 金属半导体接触及其能级图；
2. 金属半导体接触整流理论；
3. 少数载流子的注入和欧姆接触。
（八）半导体表面与MIS结构
1. 表面态；
2. 表面电场效应；
3. MIS结构的C－V特性；
4. 硅─二氧化硅系数的性质；
5. 表面电导及迁移率；
6. 表面电场对pn结特性的影响
（九）半导体异质结构
1. 半导体异质结及其能带图；
2. 半导体异质pn结的电流－电压特性及注入特性；
3. 半导体异质结量子阱结构及其电子能态与特性；
4. 半导体超晶格。
（十）半导体的光学性质和光电与发光现象
1. 半导体的光学常数；
2. 半导体的光吸收；
3. 半导体的光电导；
4. 半导体的光生伏特效应；
5. 半导体发光；
6. 半导体激光；
7. 半导体异质结在光电器件中的应用。
（十一）半导体的热电性质
1. 热电效应的一般描述；
2. 半导体的温差电动势率；
3. 半导体的玻尔帖效应；
4. 半导体的汤姆孙效应；
5. 半导体的热导率；
6. 半导体热电效应的应用。
（十二）半导体磁和压阻效应
1. 霍耳效应；
2. 磁阻效应；
3. 磁光效应；
4. 量子化霍耳效应；
5. 热磁效应；
6. 光磁电效应；
7. 压阻效应。
四、考试要求
（一）半导体中的电子状态
1. 理解和掌握半导体的晶格结构和结合性质；
2. 理解半导体中的电子状态和能带；
3. 理解半导体中的电子运动和有效质量；
4. 理解和掌握本征半导体的导电组织；
5. 理解回旋共振；
6. 理解和掌握硅和锗的能带结构；
7. 理解III－V族化合物半导体的能带结构；
8. 理解II－VI族化合物半导体的能带结构。
（二）半导体中杂质和缺陷能级
1. 理解和掌握硅、锗晶体中的杂质能级；
2. 理解和掌握III－V族化合物中杂质能级；
3. 理解和掌握缺陷、位错能级。
（三）半导体中载流子的统计分布
1. 理解和掌握状态密度；
2. 理解和掌握费米能级和载流子的统计分布；
3. 理解和掌握本征半导体的载流子浓度；
4. 理解和掌握杂质半导体的载流子浓度;
5. 理解和掌握一般情况下的载流子统计分布;
6. 理解和掌握简并半导体。
（四）半导体的导电性
1. 理解和掌握载流子的漂移运动和迁移率；
2. 理解和掌握载流子的散射；
3. 理解和掌握迁移率与杂质浓度和温度的关系；
4. 理解和掌握电阻率及其与杂质浓度和温度的关系；
5. 理解和掌握玻尔兹曼方程、电导率的统计理论；
6. 理解和掌握强电场下的效应、热载流子；
7. 理解多能谷散射、耿氏效应。
（五）非平衡载流子
1. 理解和掌握非平衡载流子的注入与复合；
2. 理解和掌握非平衡载流子的寿命；
3. 理解和掌握准费米能级；
4. 理解和掌握复合理论；
5. 理解和掌握陷阱效应；
6. 理解和掌握载流子的扩散运动；
7. 理解和掌握载流子的漂移扩散、爱因斯坦关系式；
8. 理解和掌握陆续在性方程；
9. 理解和掌握硅的少数载流子寿命与扩散长度。
（六）pn结
1. 理解和掌握pn结及其能带图；
2. 理解和掌握pn结电流－电压特性；
3. 理解和掌握pn结电容；
4. 理解和掌握pn结击穿；
5. 理解和掌握p-n结隧道效应。
（七）金属和半导体的接触
1. 理解和掌握金属半导体接触及其能级图；
2. 理解和掌握金属半导体接触整流理论；
3. 理解和掌握少数载流子的注入和欧姆接触。
（八）半导体表面与MIS结构
1. 理解和掌握表面态；
2. 理解和掌握表面电场效应；
3. 理解和掌握MIS结构的C－V特性；
4. 理解和掌握硅─二氧化硅系数的性质；
5. 理解和掌握表面电导及迁移率；
6. 理解表面电场对pn结特性的影响
（九）半导体异质结构
1. 理解和掌握半导体异质结及其能带图；
2. 理解和掌握半导体异质pn结的电流－电压特性及注入特性；
3. 理解半导体异质结量子阱结构及其电子能态与特性；
4. 理解和掌握半导体超晶格。
（十）半导体的光学性质和光电与发光现象
1. 理解半导体的光学常数；
2. 理解半导体的光吸收；
3. 理解半导体的光电导；
4. 理解半导体的光生伏特效应；
5. 理解半导体发光；
6. 理解半导体激光；
7. 理解半导体异质结在光电器件中的应用。
（十一）半导体的热电性质
1. 理解热电效应的一般描述；
2. 理解半导体的温差电动势率；
3. 理解半导体的玻尔帖效应；
4. 理解半导体的汤姆孙效应；
5. 理解半导体的热导率；
6. 理解半导体热电效应的应用。
（十二）半导体磁和压阻效应
1. 理解和掌握霍耳效应；
2. 理解磁阻效应；
3. 理解磁光效应；
4. 理解量子化霍耳效应；
5. 理解热磁效应；
6. 理解光磁电效应；
7. 理解压阻效应。
五、主要参考教材
刘恩科，朱秉升，罗晋生．《半导体物理学》，电子工业出版社，2023年5月
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