半導(dǎo)體物理期末試卷2012(共5頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上半導(dǎo)體期末試題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)0=8.854×10-12F/m，室溫（300K）的k0T=0.026eV，SiO2相對介電常數(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

2、能作受主的作用，則這種雜質(zhì)稱為（ B ）。A、 受主 B、 兩性雜質(zhì) C、施主3. 對于摻雜濃度為ND的非簡并半導(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、04. 對于寬帶隙的半導(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 B. 低 5. 在一定溫度下，非簡并半導(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

3、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（ I ）電 子的準(zhǔn)費(fèi)米能級。 A、n0 B、p0 C、n D、p 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. D=k0Tq 適用于（ B ）半導(dǎo)體。 A、簡并 B、非簡并 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）

4、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. 在外加電場作用下，載流子的（ C）運(yùn)動(dòng)是定向的。在無外加電場時(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 >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)

5、構(gòu)正向電流的方向是（ D ）。 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?。或者使半?dǎo)體內(nèi)沒有能帶彎曲時(shí)所加的柵電壓。（1分）3. 寫出至少兩種測試載流子濃度的實(shí)驗(yàn)方法。

6、（2分）命題人：白飛明，鐘志親 可以采用四探針法、C-V測試以及霍耳效應(yīng)來測試載流子濃度（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-Ev=Eg （1分） 所以 n0×p0=NcNve-Egk0T （1分） 對本征半導(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壘接觸，反向飽和電

7、流為I0=10-11A，若以測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)妷褐担唬?分） 每步各2分（2）如果不加電壓時(shí)半導(dǎo)體表面勢為0.55V，耗盡區(qū)寬度為0.5m，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）電子和空穴準(zhǔn)費(fèi)米能級EFn和EFp與平衡費(fèi)米能級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EFEv（3）若同時(shí)給該樣品加10V/cm的電場，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A1.6×10-7m2。在150下進(jìn)行負(fù)溫度偏壓和正溫度偏壓處理，測得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