半導體物理樣卷 seu

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1、學號姓名密封線東南大學考試卷（卷）課程名稱半導體物理考試學期得分適用專業(yè)電子科學考試形式閉卷考試時間長度120分鐘一、填空（每空1分，共27分）1．純凈半導體Si中摻Ⅲ族元素的雜質(zhì)，當雜質(zhì)電離時從Si中奪取，在Si晶體的共價鍵中產(chǎn)生了一個，這種雜質(zhì)稱雜質(zhì)；相應的半導體稱型半導體。2．當半導體中載流子濃度存在濃度梯度時，載流子將做運動；半導體存在電勢差時，載流子將做運動，其運動速度正比于，比例系數(shù)稱為。3．np>ni2意味著半導體處于狀態(tài)，其中n=；p。這時半導體中載流子存在凈復合還是凈產(chǎn)生？。4．半導體中淺能級雜質(zhì)的主要作用是；深能級雜質(zhì)所起的主要作用。5．非平衡載流子通過而消失，叫做壽命τ

2、，壽命τ與在中的位置密切相關，當壽命τ趨向最小。6．半導體中的載流子主要受到兩種散射，它們分別是和。前者在下起主要作用，后者在下起主要作用。7．半導體中摻雜濃度很高時，雜質(zhì)電離能（增大、減小、不變？），禁帶寬度（增大、減小、不變？）。8．p-n結電容包括電容和電容，在反向偏壓下，電容起主要作用。二、簡要回答（共40分）1．什么是直接復合？什么是間接復合？試述它們在半導體器件中的作用。2何謂非簡并化半導體？何謂簡并化半導體？3．下圖分別是半導體材料Si、Ge、GaAs的能帶結構示意圖。共3頁第3頁（1）請指出圖a、圖b、圖c分別對應何種材料，您判斷的依據(jù)是什么？（2）在三幅圖中，價帶對于同一個

3、K，E(K)可以有兩個值，表明對應兩種有效質(zhì)量不同的空穴，即重空穴和輕空穴。試指出曲線1、2分別對應哪種空穴，依據(jù)是什么？4．當GaAs樣品兩端加電壓時，樣品內(nèi)部便產(chǎn)生電場E。電子的平均漂移速度vd隨電場的變化關系如下圖所示，請解釋之。5．若在摻有受主雜質(zhì)NA的p型襯底上采用擴散工藝又摻入一層濃度為ND施主雜質(zhì)，且ND>>NA，本征載流子濃度為ni。（1）寫出接觸電勢差VD的表達式；（2）畫出平衡時p-n結的能帶圖，請問p區(qū)和n區(qū)哪邊的勢壘寬度寬？（3）說明外加正向偏置時，正向擴散電流的主要成分是電子電流還是空穴電流？（4）若外加正向電壓為Vf時，分別寫出注入p區(qū)和n區(qū)的載流子濃度？一、計算

4、（共33分）1．（8分）早期鍺硅等半導體材料常利用測其電阻率的辦法來估計純度，若測得室溫下電阻率為10共3頁第3頁，試估計N型鍺的純度，并討論其局限性。（300K較純鍺樣品的電子遷移率，鍺原子密度d=4.42′1022cm-3,電量e=1.6′10-19A.s）。2．（9分）一個半導體棒，光照前處于熱平衡態(tài)，光照后處于穩(wěn)定態(tài)的條件，分別由下圖給出的能帶圖來描述。設室溫（300K）時的本征載流子濃度ni=1010cm-3,試根據(jù)已知的數(shù)據(jù)確定：（1）熱平衡態(tài)的電子和空穴濃度n0和p0；（2）穩(wěn)定態(tài)的空穴濃度p；（3）當棒被光照射時，“小注入”條件成立嗎？試說明理由。3.（8分）如圖所示，一個很

5、長的摻雜均勻的n型半導體樣品，其中心附近長度為2a的范圍內(nèi)被一穩(wěn)定光照射，假定光均勻的穿透樣品，電子-空穴對的產(chǎn)生率為G。（少子的連續(xù)性方程為）（1）寫出整個樣品在小注入條件下的少數(shù)載流子方程表達式（2）寫出邊界條件共3頁第3頁