半導(dǎo)體物理試題答案

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1、半導(dǎo)體物理課程考試題卷（100分鐘）考試形式：閉卷考試日期2011年11月15日課程成績構(gòu)成：平時分，期中分，實(shí)驗(yàn)分，期末分一、選擇填空（每空1?5分，共40分）1、在硅和緒的能帶結(jié)構(gòu)屮，價帶1對應(yīng)的有效質(zhì)量（A）,稱該能帶中的空穴為（C)°二四五六七八九十合計復(fù)核人簽名得分簽名A.大；B.??；C.重空穴；D.輕空穴2、一塊半導(dǎo)體壽命t=10Ms,光照在材料中會產(chǎn)生非平衡載流子，光照突然停止20ys后，其中非平衡載流子將衰減到原來的（C）oA.e；B.1/e；C.1/e2；D.1/23、鈕的原子半徑和電負(fù)性分別

2、為0.146nm和1.9,磷的原子半徑和電負(fù)性分別為0.11Onm和2.1。在磷化鐐材料屮，祕取代部分磷，這會在磷化鐐屮岀現(xiàn)（B）,祕將俘獲（D）。A.復(fù)合中心；B.等電子陷阱；C.電子D.空穴；4、能帶中電子有效質(zhì)量加:定義為（B）,在能帶頂部附近加；（D）零，與內(nèi)層電子相比，外層電子有效質(zhì)量(F)oA、mn=hk/mn*B、mn=h2/(d2E/dk2)C、l/m*=h2/(d2E/dk2)E、>E、更大F、更小5、中等摻雜的硅和砂化鐐以（B）復(fù)合為主。小注入下的直接復(fù)合，N型半導(dǎo)體的非平衡載流子A.硅是直

3、接；碎化傢是間接;B.硅是間接；神化稼是直接;C.An成正比;D.n（）成止比;E.Ap成反比；F.n（）成反比。G.復(fù)合中心濃度成正比;H.復(fù)合中心濃度成反比;的壽命與（F）；間接復(fù)合為主時，強(qiáng)P型半導(dǎo)體的少子壽命與（H）6、A、cxp(l/2k()T)B、cxp(?l/2k()T)C.cxp(l/k0T)D>cxp(-l/k()T)室溫下，半導(dǎo)體A和B的禁帶寬度分別為2eV和leV,則兩種半導(dǎo)體的本征載流子濃度訕和為B）（不計兩種材料有效質(zhì)量的差異）。E、2F、0.5對電離雜質(zhì)散射機(jī)構(gòu)，遷移率H?與溫度T的

4、關(guān)系（A）,對聲學(xué)波散射機(jī)構(gòu)，有（B）,對光學(xué)波散射機(jī)構(gòu)，有比g（C）。A、T3/2B、T3/2C、[cxp（￡/心7）-1]8、雜質(zhì)半導(dǎo)體進(jìn)入本征激發(fā)區(qū)的溫度存在（BD）依賴關(guān)系。A、摻雜濃度越高，該溫度越低；B、摻雜濃度越高，該溫度越高；C、Eg越大，該溫度越低；D、Eg越大，該溫度越高；9、GaAs材料出現(xiàn)負(fù)微分電導(dǎo)是由于載流子的（C）而形成；A、產(chǎn)生B、復(fù)合C、谷間躍遷14、常溫下，中等摻雜Si.Ge的主要散射結(jié)構(gòu)是（AB），中等摻雜GaAs的主要散射結(jié)構(gòu)是（ABC）。A、電離雜質(zhì)散射B、聲學(xué)波散射C、

5、光學(xué)波散射15、電阻率常用單位為（B）,遷移率的定義式為（E）,常用單位為（G）A、Q/cmB、Q?cmC、西門子/米D、jU=J/EE^“=vJEF、cm2-V/sG、cm2/V-sH、cm2/V/s16、最有效的陷阱能級在（C）,最有效的復(fù)合屮心能級在（A）A>Ei；B>Et；C^Ep,D、Ec；E、Ev二、簡答題：（共14分）1、畫出中等摻雜硅的電阻率隨溫度的變化情況，并解釋原因。（8分）①低溫區(qū)：雜質(zhì)電離使nt;電離雜質(zhì)為主，Tt,ut,電阻率I②全電離區(qū)：n不變化；晶格散射為主，Tt,nI.電阻率t.

6、③本征區(qū)：晞隨溫度迅速升高，口緩慢降低，電阻率單調(diào)下降.進(jìn)入本征激發(fā)區(qū)的溫度T隨摻雜濃度和禁帶寬度的增加而升高2、分別說明深能級雜質(zhì)和淺能級雜質(zhì)的作用，并列舉深能級雜質(zhì)和淺能級雜質(zhì)。（6分）深能級雜質(zhì)：復(fù)合中心，提高器件開關(guān)速度或降低載流子壽命Au,Pt；淺能級雜質(zhì)：改變材料的電阻率或?qū)щ婎愋停瑢i材料而言，N,P,As三、作圖題（10分）說明金屬與N型半導(dǎo)體形成整流接觸時，金屬盒半導(dǎo)體的功函數(shù)滿足什么條件；并作出該整流接觸在V=0,V>0以及V<0情況下的能帶圖。滿足：VK<四、計算題（36分）1、（8分）

7、施主濃度7VD=1015cm-3的薄n型Si樣品,壽命為室溫下進(jìn)行光照射，光被均勻吸收，電空穴對的產(chǎn)生率是1O2Oc/7?-3Is-1100cm漂移電流密度；（4分）擴(kuò)散電流密度；（4分）/V?5,~400cm2/V?5,n.-1.5x10°cm-3,設(shè)雜質(zhì)全電離，求：（1）光照下樣品的電導(dǎo)率；（4分）（2）電子和空穴準(zhǔn)費(fèi)米能級陽和殆,與平衡費(fèi)米能級於的距離，并在同一能帶圖標(biāo)出Ef,￡刊和Efp；（4分）（1）An=Ap=gT=1014cm-3n—n^+An=1.1xlO15cm-3p=p（）+Ap=IO14c

8、m-3^=（Po+△歷妁+So+△咖?=?oexp[（EFw-EF）Aor]riEFn-Ef=k.Tin—=0.002eVP=Poexp[（￡F-EFP）/kQT]^2=2.25x10’c加一在上圖中標(biāo)出（JJ擴(kuò),（Jn）漂,（Jp）擴(kuò)，（Jp）漂的方向。（4分）2、（12分）摻雜濃度為ND=1016cn）-3的Si,光照產(chǎn)生的非平衡載流子線性分布，在gm內(nèi)的濃度差為lO'W光照gn=