電子科技大學(xué)2012半導(dǎo)體物理期末考試試卷B試題答案(共5頁(yè))

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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上 半導(dǎo)體期末考試 課程考試題 B卷 （ 120分鐘） 考試形式：閉卷 考試日期 2011年 月 日 課程成績(jī)構(gòu)成：平時(shí) 15 分， 期中 5 分， 實(shí)驗(yàn) 10 分， 期末 70 分 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 合計(jì) 復(fù)核人簽名 得分 簽名 得 分 可能用到的物理常數(shù)：電子電量q=1.602×10-19C，真空介電常數(shù)ε0

2、=8.854×10-12F/m，室溫（300K）的k0T=0.026eV，SiO2相對(duì)介電常數(shù)=3.9， N C=2.8×1019cm-3，300K時(shí)，ni(GaAs)=1.1×107cm-3. 一、多選題:在括號(hào)中填入正確答案（共30分，共 19題，每空1分） 1. 受主是能增加（B）濃度的雜質(zhì)原子，施主是能增加（A）濃度的雜質(zhì)原子， A、電子 B、空穴 2. 如果雜質(zhì)在化合物半導(dǎo)體中既能作施主又能作受主的作用，則這種雜質(zhì)稱為（ B ）。

3、 A、 受主 B、 兩性雜質(zhì) C、施主 3. 對(duì)于摻雜濃度為ND的非簡(jiǎn)并半導(dǎo)體，0 K下，其電子濃度=（ D ）；在低溫下，其電子濃度=（ B ）；在高溫本征溫度下，其電子濃度=（ C ）； A、 ND B、nD+ C、ni D、0 4. 對(duì)于寬帶隙的半導(dǎo)體，激發(fā)電子從價(jià)帶進(jìn)入導(dǎo)帶需要更（ A ）的能量，本征 溫度區(qū)的起始溫度更（ A ）。 A、 高

4、 B. 低 5. 在一定溫度下，非簡(jiǎn)并半導(dǎo)體的平衡載流子濃度的乘積（C）本征載流子濃度的平方。該關(guān)系（ D ）于本征半導(dǎo)體，（ D ）于非本征半導(dǎo)體。 A、 大于 B、 小于 C、等于 D、 適用 E、 不適用 6. 電子是（A），其有效質(zhì)量為（D）；空穴是（B），其有效質(zhì)量為（C）。 A、粒子 B、準(zhǔn)粒子 C、 負(fù) D、 正 E、 0 7. p型半導(dǎo)體中的非平衡載流子特指（ C ），其空穴的準(zhǔn)費(fèi)米能級(jí)（ I ）電

5、 子的準(zhǔn)費(fèi)米能級(jí)。 A、n0 B、p0 C、Δn D、Δp E、n F、p G、 高于 H、等于 I、小于 8. 在室溫下，低摻雜Si的載流子散射機(jī)制主要是（ B D ）。 A、壓電散射 B、電離雜質(zhì)散射 C. 載流子-載流子散射 D.晶格振動(dòng)散射 9. Dμ=k0Tq 適用于（ B ）半導(dǎo)體。 A、簡(jiǎn)并

6、 B、非簡(jiǎn)并 10. Ge和Si是（ B ）能隙半導(dǎo)體，（ D）是主要的復(fù)合過程。而GaAs是（ A） 能隙半導(dǎo)體，（ C ）是主要的復(fù)合過程。 A、直接 B、 間接 C、直接復(fù)合 D、間接復(fù)合 11. 在外加電場(chǎng)作用下，載流子的（ C）運(yùn)動(dòng)是定向的。在無外加電場(chǎng)時(shí)，載流子 的（ B）運(yùn)動(dòng)是隨機(jī)的。 A、擴(kuò)散 B、 熱 C、漂移 12. p型半導(dǎo)體構(gòu)成的MIS結(jié)構(gòu)，若Wm

7、>Ws，假定絕緣層中無電荷時(shí)，其平帶電壓 ( A )。 A、VFB>0 B、VFB<0 C、VFB=0 13. 最有利于陷阱作用的能級(jí)位置在( C )附近，常見的是( E )的陷阱 A、EA B、ED C、 EF D、Ei E、少子 F、多子 14. 金屬與n型半導(dǎo)體形成阻擋層，其功函數(shù)需滿足（ A ），該結(jié)構(gòu)正向電流的方向是（ D ）。

8、 A、Wm>Ws B、Wm<Ws C、Wm=Ws D、從金屬到半導(dǎo)體 E、從半導(dǎo)體到金屬 二、簡(jiǎn)答題：（共12分） 1. 畫出中等摻雜硅的電阻率隨溫度的變化情況。（3分）命題人：羅小蓉 2. n型半導(dǎo)體襯底形成的MIS結(jié)構(gòu)，畫出外加不同偏壓下多子積累和反型二種狀態(tài)的能帶圖。畫出理想的低頻和高頻電容-電壓曲線。解釋平帶電壓(7分) 命題人：白飛明，鐘志親 圖略（各2分） 平帶電壓：功函數(shù)或者絕緣層電荷等因素引起半導(dǎo)體內(nèi)能帶發(fā)生彎曲，為了恢復(fù)平帶狀態(tài)所需加的外加?xùn)牌珘??；蛘呤拱雽?dǎo)體內(nèi)沒有

9、能帶彎曲時(shí)所加的柵電壓。（1分） 3. 寫出至少兩種測(cè)試載流子濃度的實(shí)驗(yàn)方法。（2分）命題人：白飛明，鐘志親 可以采用四探針法、C-V測(cè)試以及霍耳效應(yīng)來測(cè)試載流子濃度（寫出兩種即可）；（2分） 三、證明題：證明 n0×p0=ni2。（7分） 命題人：劉諾 證明： 因?yàn)? n0=Nce-Ec-EFk0T （1分） p0=Nve-EF-Evk0T （1分） 且 Ec

10、-Ev=Eg （1分） 所以 n0×p0=NcNve-Egk0T （1分） 對(duì)本征半導(dǎo)體 n0=p0=ni （1分） 所以， ni2=n0×p0=NcNve-Egk0T （1分） 故 n0×p0=ni2 （1分） 四、計(jì)算題（36分） 1. Si與金屬形成的肖特基勢(shì)壘接觸，反向飽和電流為I0=10-11A，若以

11、測(cè)試得到的正向電流達(dá)到10-3A為器件開始導(dǎo)通。 （1）求正向?qū)妷褐?；?分） 每步各2分 （2）如果不加電壓時(shí)半導(dǎo)體表面勢(shì)為0.55V，耗盡區(qū)寬度為0.5μm，計(jì)算加5V反向電壓時(shí)的耗盡區(qū)寬度；（4分） 每步各1分 2、施主濃度ND=1015cm-3的薄n型Si樣品,壽命為1, 室溫下進(jìn)行光照射，光被均勻吸收，電子－空穴對(duì)的產(chǎn)生率是。已知：，設(shè)雜質(zhì)全電離，求： （1）光照下樣品的電導(dǎo)率；（5分） 非平衡載流子濃度 1分 電子濃度 1分 空穴濃度 1分 2分 （2）電

12、子和空穴準(zhǔn)費(fèi)米能級(jí)EFn和EFp與平衡費(fèi)米能級(jí)EF的距離,并在同一能帶圖標(biāo)出EF, EFn和EFp；（7分） 答： 2分 2分 Ec 作圖3分 EFn和EFp與EF各1分 EF Ev （3）若同時(shí)給該樣品加10V/cm的電場(chǎng)，求通過樣品的電流密度。（4分） 3、硅單晶作襯底制成MOS二極管，鋁電極面積A＝1.6×10-7m2。在150℃下進(jìn)行負(fù)溫度－偏壓和正溫度－偏壓處理，測(cè)得C-V曲線如圖2中a、b所示。已知硅和鋁的功函數(shù)分別為WS=4.3eV，Wm=4.2eV，硅的相對(duì)介電常數(shù)為3.9。計(jì)算： (1) 說明AB段是積累、耗盡還是反型狀態(tài)，襯底硅是n型還是p型 (4分) 答：AB段是積累，N型。(各2分) (2) 氧化層厚度d0 (4分) (3) 氧化層中可動(dòng)離子面密度Nm (4分) 每步各2分 專心---專注---專業(yè)