半導(dǎo)體器件物理及工藝

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1、?平時(shí)成績(jī)30%+考試成績(jī)70%?名詞解釋（2x5=10）+簡(jiǎn)答與畫圖（8x10=80）+計(jì)算（1x10=10）名詞解釋p型和n型半導(dǎo)體漂移和擴(kuò)散簡(jiǎn)并半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)量子隧穿耗盡區(qū)閾值電壓CMOS歐姆接觸肖特基勢(shì)壘接觸簡(jiǎn)答與畫圖1.從能帶的角度分析金屬、半導(dǎo)體和絕緣體之間的區(qū)別。2.分析pn結(jié)電流及耗盡區(qū)寬度與偏壓的關(guān)系。3.什么是pn結(jié)的整流（單向?qū)щ姡┨匦裕慨嫵隼硐雙n結(jié)電流-電壓曲線示意圖。4.BJT各區(qū)的結(jié)構(gòu)有何特點(diǎn)？為什么？5.BJT有哪幾種工作模式，各模式的偏置情況怎樣？6.畫出p-n-pBJT工作在放大模式下的空穴電流分布

2、。7.MOS二極管的金屬偏壓對(duì)半導(dǎo)體的影響有哪些？8.MOSFET中的溝道是多子積累、弱反型還是強(qiáng)反型？強(qiáng)反型的判據(jù)是什么？9.當(dāng)VG大于VT且保持不變時(shí)，畫出MOSFET的I-V曲線，并畫出在線性區(qū)、非線性區(qū)和飽和區(qū)時(shí)的溝道形狀。10.MOSFET的閾值電壓與哪些因素有關(guān)？11.半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的詳細(xì)分類是怎樣的？日常使用的U盤屬于哪種類型的存儲(chǔ)器，畫出其基本單元的結(jié)構(gòu)示意圖，并簡(jiǎn)要說(shuō)明其工作原理。12.畫出不同偏壓下，金屬與n型半導(dǎo)體接觸的能帶圖。13.金屬與半導(dǎo)體可以形成哪兩種類型的接觸？MESFET中的三個(gè)金屬-半導(dǎo)體接觸分別是

3、哪種類型？14.對(duì)于一耗盡型MESFET，畫出VG=0,-0.5,-1V（均大于閾值電壓）時(shí)的I-V曲線示意圖。15.畫出隧道二極管的I-V曲線，并畫出電流為谷值時(shí)對(duì)應(yīng)的能帶圖。16.兩能級(jí)間的基本躍遷過(guò)程有哪些，發(fā)光二極管及激光器的主要躍遷機(jī)制分別是哪種？計(jì)算Pn結(jié)的內(nèi)建電勢(shì)及耗盡區(qū)寬度T=300KSi:,GaAs:,,,Si:?GaAs:,1.計(jì)算一砷化鎵p-n結(jié)在300K時(shí)的內(nèi)建電勢(shì)及耗盡區(qū)寬度，其NA＝1018cm-3和ND＝1016cm-3．=1.29V=0.596μm2.一砷化鎵單邊突變結(jié)，其NA＝1019cm-3，ND

4、=1015cm-3，計(jì)算在反向偏壓20V時(shí)的最大內(nèi)建電場(chǎng)(T＝300K)．=5.238μm=7.64×104V/cm3.對(duì)一砷化鎵突變結(jié)，其中NA＝2×1019cm-3，ND＝8×1015cm-3，計(jì)算零偏壓和反向偏壓4V時(shí)的結(jié)電容(T＝300K)．=1.34V=0.48μm(0V),0.96μm(-4V)=2.29×10-8F/cm2(0V),1.14×10-8F/cm2(-4V)4.對(duì)于硅p+-n單邊突變結(jié)，其ND＝5×1017cm-3，計(jì)算其擊穿電壓。設(shè)其臨界電場(chǎng)為6.2×105V/cm．=2.53V5.已知在一理想晶體管中，

5、各電流成分為：IEp=4mA、IEn=0.02mA、ICp=3.95mA、ICn=0.002mA。求共射電流增益β0及ICEO的值。=0.983èICBO=0.34μA=57.8=20μA6.一p-n-p硅晶體管其射、基、集電極摻雜濃度分別為5×1018cm-3、2×1017cm-3和1016cm-3。器件截面積為0.2mm2，基區(qū)寬度為1.0μm，射基結(jié)正向偏壓為0.5V。其射、基、集電極中少數(shù)載流子的擴(kuò)散系數(shù)分別為52cm2/s、40cm2/s和115cm2/s，而壽命分別為10-8s、10-7s和10-6s。求晶體管的共基電流

6、增益。=4.66×102cm-3=7.2×10-4cm=18.6cm-3=0.143×10-4A=1.03×10-7A=0.9931.試畫出VG=VT時(shí)，n襯底的理想MOS二極管的能帶圖。2.一NA=5×1016cm-3的金屬-SiO2-Si電容器，請(qǐng)計(jì)算表面耗盡區(qū)的最大寬度。3.假設(shè)氧化層中的氧化層陷阱電荷呈三角形分布，ρot(y)=q×5×1023×y（C/cm3），氧化層的厚度為10nm。試計(jì)算因Qot所導(dǎo)致的平帶電壓變化。4.一n溝道的n+多晶硅-SiO2-SiMOSFET，其NA=1017cm-3，Qf/q=5×1010c

7、m-2，d=10nm，試計(jì)算其閾值電壓。5.針對(duì)上題中的器件，硼離子注入使閾值電壓增加至+0.7V，假設(shè)注入的離子在Si-SiO2的界面處形成一薄片負(fù)電荷，請(qǐng)計(jì)算注入的劑量。6.將銅淀積于n型硅襯底上，形成一理想的肖特基二極管，若?m=4.65eV，電子親和力為4.01eV，ND=3×1016cm-3，而T=300K。計(jì)算出零偏壓時(shí)的勢(shì)壘高度、內(nèi)建電勢(shì)、耗盡區(qū)寬度以及最大電場(chǎng)。7.若一n溝道砷化鎵MESFET的勢(shì)壘高度?Bn=0.9eV，ND=1017cm-3，a=0.2um，L=1um，且Z=10um。此器件為增強(qiáng)還是耗盡模式器件

8、？8.一n溝道砷化鎵MESFET的溝道摻雜濃度ND=2×1015cm-3，又?Bn=0.8eV，a=0.5um，L=1um，μn=4500cm2/(Vs)，且Z=50um。求出當(dāng)VG=0時(shí)夾斷電壓、閾值電壓以及飽和電流。