電子科技大學2010半導體物理期末考試試卷B試題答案

--電子科技大學二零一零至二零一一學年第一學期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年月日課程成績組成:平常１5分，期中５分，實驗10分，期末70分一二三四五六七八九十共計復核人署名得分署名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)0-１２Ｆ/m，室溫（300K）ε=8.８5４×10的k0T=0．026eV，SiO2相對介電常數(shù)=３.9，NＣ=２．８×１019cm-3，300Ｋ時,ｎi（GaAs)=1.1１×07ｃ得-３分m．一、多項選擇題:在括號中填入正確答案(共３0分,共1９題，每空1分)命題人：劉諾1-１4題,羅小蓉15－1９題受主是能增添（B)濃度的雜質(zhì)原子，施主是能增添（Ａ）濃度的雜質(zhì)原子，A、電子B、空穴假如雜質(zhì)在化合物半導體中既能作施主又能作受主的作用，則這類雜質(zhì)稱為(B)。A、受主B、兩性雜質(zhì)C、施主3.關(guān)于混雜濃度為NＤ的非簡并半導體，0K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）；、NＤＢ、nD+C、ｎiAD、0關(guān)于寬帶隙的半導體，激發(fā)電子從價帶進入導帶需要更(A）的能量,本征溫度區(qū)的開端溫度更（A)。A、高.低在必定溫度下,非簡并半導體的均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）于本征半導體,(D）于非本征半導體。----A、大于B、小于C、等于Ｄ、合用E、不合用電子是（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、準粒子C、負D、正Ｅ、07．p型半導體中的非均衡載流子特指(C)，其空穴的準費米能級(I)電子的準費米能級。A、n0B、p0Ｃ、ΔnD、ΔpＥ、ｎＦ、pＧ、高于Ｈ、等于Ｉ、小于8.在室溫下,低混雜Si的載流子散射體制主假如（BD）。Ａ、壓電散射B、電離雜質(zhì)散射C.載流子-載流子散射D.晶格振動散射9．??k0T合用于（B）半導體。??=qＡ、簡并B、非簡并１０.Ge和Ｓi是(B)能隙半導體，（D)是主要的復合過程。而GａAｓ是（A)能隙半導體，(Ｃ）是主要的復合過程。Ａ、直接B、間接Ｃ、直接復合D、間接復合在外加電場作用下,載流子的（C）運動是定向的。在無外加電場時,載流子的(B)運動是隨機的。A、擴散Ｂ、熱C、漂移12.ｐ型半導體組成的MIＳ構(gòu)造,若Wm>Ｗs，假設(shè)絕緣層中無電荷時，其平帶電壓(A）。A、VFB>０B、ＶFＢ<0C、VＦＢ=01３.最有益于圈套作用的能級地點在(C)鄰近，常有的是(E)的圈套A、EAB、EＤC、EＦＤ、ＥiE、少子Ｆ、多子----１４.金屬與n型半導體形成阻攔層,其功函數(shù)需知足（A)，該構(gòu)造正向電流的方向是(D）。A、Ｗｍ>ＷsB、Wm<WｓC、Wｍ＝WｓD、從金屬到半導體E、從半導體到金屬二、簡答題：（共１2分）1．畫出中等混雜硅的電阻率隨溫度的變化狀況。(3分)命題人:羅小蓉.n型半導體襯底形成的MIS構(gòu)造，畫出外加不一樣偏壓下多子累積和反型二種狀態(tài)的能帶圖。畫出理想的低頻和高頻電容-電壓曲線。解說平帶電壓(7分)命題人：白飛明,鐘志親圖略（各２分)平帶電壓：功函數(shù)或許絕緣層電荷等要素惹起半導體內(nèi)能帶發(fā)生曲折,為了恢復平帶狀態(tài)所需加的外加柵偏壓?；蛟S使半導體內(nèi)沒有能帶曲折時所加的柵電壓。（1分）3．寫出起碼兩種測試載流子濃度的實驗方法。（2分）命題人：白飛明，鐘志親能夠采納四探針法、C-V測試以及霍耳效應來測試載流子濃度（寫出兩種即可);(２分)三、證明題：證明????×??=??。（７分）??????命題人：劉諾證明:由于且

??-??-????????????=??????????-??-??????????=????????????-??=????????

1分)（1分)(１分)因此

????-????????????----對本征半導體??=??=????????????-??因此,×??????????=??????????????=????故??×????四、計算題(３6分）

（1分）(1分）（1分）1．Sｉ與金屬形成的肖特基勢壘接觸，反向飽和電流為I0=10-11Ａ，若以測試獲得的正向電流達到１0-3Ａ為器件開始導通。(1）求正導游通電壓值；(4分)IFI0expqVF1I0expqVFk0Tk0Tk0TIF每步各２分VF0.48VlnI0q（２）假如不加電壓時半導體表面勢為０.55V，耗盡區(qū)寬度為０．5μm,計算加5V反向電壓時的耗盡區(qū)寬度;(4分）xd02sVbi1qN0xd2sVbiVqN02每步各１分xdVbiVxd0Vbixd3.2mD15-3的?。钚蚐i樣品,壽命為1s,室溫下進行光照耀，光被平均吸0ｃm2、施主濃度Ｎ=１收，電子－空穴對的產(chǎn)生率是1020cm3/s。已知：n1100cm2/Vs,p400cm2/Vs,ni1.51010cm3,設(shè)雜質(zhì)全電離,求：（1）光照下樣品的電導率;(5分)非均衡載流子濃度npg1014cm31分電子濃度nn0n1.11015cm31分空穴濃度pp0pni2/n0p2.2510510141014cm3１分----分(2)電子和空穴準費米能級EFn和EFp與均衡費米能級EF的距離，并在同一能帶圖標出EF,ＥFn和EFp；（7分）答:EFnEFn0.002eV2分k0Tlnn0EFEFpk0Tlnp２分0.52eVp0作圖3分EＦn和EＦp與EF各１分EcEFnEFEFpEv（3）若同時給該樣品加10V/cm的電場，求經(jīng)過樣品的電流密度。（４分）JE0.2102A/cm2、硅單晶作襯底制成MOS二極管，鋁電極面積A=1.6-7２。在１50℃下進行負溫度-3×1０m偏壓和正溫度-偏壓辦理,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，硅的相對介電常數(shù)為3.9。計算:(1)說明AＢ段是累積、耗盡仍是反型狀態(tài),襯底硅是n型仍是p型(4分)答：AB段是累