半导体物理怎么学？哪里是重点？

无论是半导体物理考研专业课，还是本科课程学习，搭建框架都挺重要的。不知道哪里是重点？这篇文章介绍《半导体物理学》的框架，有助于初学者了解这个科目的整体结构。

面对比较复杂的科目，初学者可能会遇到这种情况——学了好几章，仍然云里雾里，不知自己在学什么，接下来又要学什么。等到学完，只记得一些零零散散的知识点，无法形成完整体系。这可能是因为忽略了一些内容，那就是这个科目的框架。

接下来以刘恩科《半导体物理学（第七版）》为参考书，讲讲半导体物理学的框架。当然，同样的知识可以有很多种分类方式，我非常鼓励大家按自己的理解去划分，以下内容可供参考借鉴。

这本《半导体物理学》共13章，但大部分本科课程及考研大纲，重点在1~8章（半导体的电效应），剩余章节仅对少量内容作要求。

按大的来分，就是两个部分：1~9章是半导体的电效应（核心）、10~13章是其他效应和拓展。再分细一点，我们可以把整本书分为四个部分：

第一部分：固体物理基础（1,2章）

第二部分：载流子的性质（3,4,5章）

第三部分：器件结构（6,7,8,9章）

第四部分：其他效应及拓展（10,11,12,13章）

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第1章 半导体中的电子状态?

第2章 半导体中的杂质和缺陷能级

第一部分，主要解决半导体是什么、半导体中有什么这两个问题。

首先介绍半导体作为晶体的性质：晶格结构，以及晶体的能带。

然后介绍半导体中有什么：载流子（电子和空穴），以及杂质等缺陷。

电子和空穴这两种载流子，决定了半导体的电、光、热、磁等基本性质。而杂质，则是调控半导体这些性质最重要的手段。

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第3章 半导体中载流子的统计分布?

第4章 半导体的导电性?

第5章 非平衡载流子

第二部分中，主要解决如何调控载流子浓度、如何调控半导体电学性质这两个问题。

第3章介绍“温度、杂质浓度和载流子浓度的关系”。温度和杂质浓度对载流子浓度有决定性的影响，控制这两个量，就能控制载流子浓度，调控半导体的各种性质。

第4章介绍“温度、杂质浓度和导电性的关系”。从σ=nqμ知道，半导体导电性主要受载流子浓度、迁移率的影响，其中迁移率主要受散射影响。无论是载流子浓度还是散射，都由温度和杂质浓度控制。因此，确定了温度和杂质浓度，就能调控半导体的导电性。

第5章介绍“载流子的动态变化”。载流子不是静态的，它有产生、复合、扩散、漂移等活动，载流子浓度会因此发生动态变化。我们据此采取措施，可以进一步调控载流子浓度。

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第6章 pn结

第7章 金属和半导体的接触

第8章 半导体表面与MIS结构

第9章 半导体异质结构

第三部分主要解决半导体有什么用这个问题。

半导体最重要的性质就是电效应，1~9章都在讲电效应，后面的10~13章，研究方法与电效应是相通的。

半导体电效应的应用，最重要的就是6~9章对应的四种结构——pn结、肖特基结、MIS结构、异质结。重中之重是pn结和MIS结构，它们是信息时代的基石。

基于pn结的双极晶体管，是集成电路的滥觞，它的问世掀起了一场技术革命，让人类社会从工业时代进入了信息时代。

基于MIS结构的场效应晶体管，占今天所用晶体管的绝大部分（具体比例没查到，可能要高于99%）。你现在拿着的手机里，就有几十亿、上百亿个基于MIS结构的场效应晶体管。[1]

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第10章 半导体的光学性质和光电与发光现象?

第11章 半导体的热电性质?

第12章 半导体磁和压阻效应

第13章 非晶态半导体

第四部分，解决的是半导体还有什么用、介绍特殊的半导体这两个问题。

光、热、磁效应的研究方法，与电效应是相通的，也是从载流子、能带、温度、杂质这几个方面去研究。看看采取什么措施能调控这些性质，能做出什么有用的器件。

1~12章的内容都是基于半导体晶体，因为我们日常所用的绝大部分半导体，都是晶态半导体。但除此之外，还有一种特殊的半导体——非晶态半导体。

如果要对非晶态半导体进行研究，方法和1~12章是一样的，我们同样按以下顺序，解决非晶态半导体的问题即可：

半导体是什么

半导体中有什么

如何调控载流子浓度

如何调控半导体电学性质

半导体有什么用（电效应）

半导体还有什么用（光热磁）

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怎么样，现在对半导体物理学的框架有概念了吧？在接下来的学习过程中，一步步解决问题，就能学懂半导体物理了。加油！

怎样学好半导体物理？

武忠祥这个是在营销吗？

PS. 写干货好累啊，一不小心就到一两点了。真吃不消。少熬夜。休息一段时间。

参考文献：[1] 麒麟9000集成153亿晶体管

请问微电子本科阶段的专业课程有哪些？

这两个课程一样难。

信号与系统一是需要足够的高等数学基础，涉及数学知识比较多，二是信号的表示、分类和相互之间关系得太抽象。

半导体物理概念多、抽象，一是在操作方面难度大，需要借助专业器械，二是里面条件复杂公式复杂参数多，需要全部记住。

1.课程的话，本科（天津大学为例）主要有高等数学、线性代数、大学英语、工程电路分析、大学物理、复变函数、场论、数理方程、信号与系统、电子线路基础、理论物理（量子物理）、半导体物理、固体物理、电介质物理、微型计算机原理与接口技术、超大规模集成电路设计专用语言（Verilog）、单片机原理、数字逻辑分析、固态电子器件、晶体管原理、微电子与固体电子工艺、双极、MOS集成电路、数字集成电路。

读研的话，微电子方向主要以集成电路设计为主。像电子线路基础、工程电路分析、半导体物理、晶体管原理、微机原理、Verilog、数字逻辑分析、双极、MOS、数字集成电路这些课比较重要。

2.微电子跟会计专业的话，基本上是没什么相关性。而且对于跨专业的同学来说，很多人反映不太好学，楼主要考虑好。但是就业前景不错，应该是上游水平，天津大学这个专业的硕士去年的就业待遇大概在5000到9000左右。

3.考研的话，只要你够努力，上研是没有问题，主要是你得在研究生阶段能够学好相关知识，学到一定的工程实践能力。如果考研，最好是上好一点的学校，太差的学校的话，但是前几名的学校不用考虑了，转专业的一般不要，比如清华、北大、复旦等，可以试试天津大学、南开大学、中科院微点所、半导体所、东南大学、西安交大等等，最低也不要考重点院校外的学校，否则将来的前景可能对不起你付出的努力。

我现在读微电子专业的硕士，有问题可以发信。

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