电子科技大学2012半导体物理期末考试试卷B试题答案(共5页)

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1、精选优质文档-----倾情为你奉上 半导体期末考试 课程考试题 B卷 （ 120分钟） 考试形式：闭卷 考试日期 2011年 月 日 课程成绩构成：平时 15 分， 期中 5 分， 实验 10 分， 期末 70 分 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 合计 复核人签名 得分 签名 得 分 可能用到的物理常数：电子电量q=1.602×10-19C，真空介电常数ε0

2、=8.854×10-12F/m，室温（300K）的k0T=0.026eV，SiO2相对介电常数=3.9， N C=2.8×1019cm-3，300K时，ni(GaAs)=1.1×107cm-3. 一、多选题:在括号中填入正确答案（共30分，共 19题，每空1分） 1. 受主是能增加（B）浓度的杂质原子，施主是能增加（A）浓度的杂质原子， A、电子 B、空穴 2. 如果杂质在化合物半导体中既能作施主又能作受主的作用，则这种杂质称为（ B ）。

3、 A、 受主 B、 两性杂质 C、施主 3. 对于掺杂浓度为ND的非简并半导体，0 K下，其电子浓度=（ D ）；在低温下，其电子浓度=（ B ）；在高温本征温度下，其电子浓度=（ C ）； A、 ND B、nD+ C、ni D、0 4. 对于宽带隙的半导体，激发电子从价带进入导带需要更（ A ）的能量，本征 温度区的起始温度更（ A ）。 A、 高

4、 B. 低 5. 在一定温度下，非简并半导体的平衡载流子浓度的乘积（C）本征载流子浓度的平方。该关系（ D ）于本征半导体，（ D ）于非本征半导体。 A、 大于 B、 小于 C、等于 D、 适用 E、 不适用 6. 电子是（A），其有效质量为（D）；空穴是（B），其有效质量为（C）。 A、粒子 B、准粒子 C、 负 D、 正 E、 0 7. p型半导体中的非平衡载流子特指（ C ），其空穴的准费米能级（ I ）电

5、 子的准费米能级。 A、n0 B、p0 C、Δn D、Δp E、n F、p G、 高于 H、等于 I、小于 8. 在室温下，低掺杂Si的载流子散射机制主要是（ B D ）。 A、压电散射 B、电离杂质散射 C. 载流子-载流子散射 D.晶格振动散射 9. Dμ=k0Tq 适用于（ B ）半导体。 A、简并

6、 B、非简并 10. Ge和Si是（ B ）能隙半导体，（ D）是主要的复合过程。而GaAs是（ A） 能隙半导体，（ C ）是主要的复合过程。 A、直接 B、 间接 C、直接复合 D、间接复合 11. 在外加电场作用下，载流子的（ C）运动是定向的。在无外加电场时，载流子 的（ B）运动是随机的。 A、扩散 B、 热 C、漂移 12. p型半导体构成的MIS结构，若Wm

7、>Ws，假定绝缘层中无电荷时，其平带电压 ( A )。 A、VFB>0 B、VFB<0 C、VFB=0 13. 最有利于陷阱作用的能级位置在( C )附近，常见的是( E )的陷阱 A、EA B、ED C、 EF D、Ei E、少子 F、多子 14. 金属与n型半导体形成阻挡层，其功函数需满足（ A ），该结构正向电流的方向是（ D ）。

8、 A、Wm>Ws B、Wm<Ws C、Wm=Ws D、从金属到半导体 E、从半导体到金属 二、简答题：（共12分） 1. 画出中等掺杂硅的电阻率随温度的变化情况。（3分）命题人：罗小蓉 2. n型半导体衬底形成的MIS结构，画出外加不同偏压下多子积累和反型二种状态的能带图。画出理想的低频和高频电容-电压曲线。解释平带电压(7分) 命题人：白飞明，钟志亲 图略（各2分） 平带电压：功函数或者绝缘层电荷等因素引起半导体内能带发生弯曲，为了恢复平带状态所需加的外加栅偏压。或者使半导体内没有

9、能带弯曲时所加的栅电压。（1分） 3. 写出至少两种测试载流子浓度的实验方法。（2分）命题人：白飞明，钟志亲 可以采用四探针法、C-V测试以及霍耳效应来测试载流子浓度（写出两种即可）；（2分） 三、证明题：证明 n0×p0=ni2。（7分） 命题人：刘诺 证明： 因为 n0=Nce-Ec-EFk0T （1分） p0=Nve-EF-Evk0T （1分） 且 Ec

10、-Ev=Eg （1分） 所以 n0×p0=NcNve-Egk0T （1分） 对本征半导体 n0=p0=ni （1分） 所以， ni2=n0×p0=NcNve-Egk0T （1分） 故 n0×p0=ni2 （1分） 四、计算题（36分） 1. Si与金属形成的肖特基势垒接触，反向饱和电流为I0=10-11A，若以

11、测试得到的正向电流达到10-3A为器件开始导通。 （1）求正向导通电压值；（4分） 每步各2分 （2）如果不加电压时半导体表面势为0.55V，耗尽区宽度为0.5μm，计算加5V反向电压时的耗尽区宽度；（4分） 每步各1分 2、施主浓度ND=1015cm-3的薄n型Si样品,寿命为1, 室温下进行光照射，光被均匀吸收，电子－空穴对的产生率是。已知：，设杂质全电离，求： （1）光照下样品的电导率；（5分） 非平衡载流子浓度 1分 电子浓度 1分 空穴浓度 1分 2分 （2）电

12、子和空穴准费米能级EFn和EFp与平衡费米能级EF的距离,并在同一能带图标出EF, EFn和EFp；（7分） 答： 2分 2分 Ec 作图3分 EFn和EFp与EF各1分 EF Ev （3）若同时给该样品加10V/cm的电场，求通过样品的电流密度。（4分） 3、硅单晶作衬底制成MOS二极管，铝电极面积A＝1.6×10-7m2。在150℃下进行负温度－偏压和正温度－偏压处理，测得C-V曲线如图2中a、b所示。已知硅和铝的功函数分别为WS=4.3eV，Wm=4.2eV，硅的相对介电常数为3.9。计算： (1) 说明AB段是积累、耗尽还是反型状态，衬底硅是n型还是p型 (4分) 答：AB段是积累，N型。(各2分) (2) 氧化层厚度d0 (4分) (3) 氧化层中可动离子面密度Nm (4分) 每步各2分 专心---专注---专业