1、学院 姓名 学号 任课老师 选课号/座位号 密封线以内答题无效第 1 页 共 6 页成都理工大学二零 零九 至二零 一零 学年第 二 学期期 末 考试半导体物理 课程考试题 A 卷 （ 120 分钟） 考试形式： 闭卷 考试日期 20 年 月 日课程成绩构成：平时 30 分， 期末 70 分一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 合计 复核人 签名得分签名可能用到的物理常数：电子电量 q=1.60210-19C，真空介电常数 0=8.85410-12F/m，室温（300K）的k0T=0.026eV，SiO 2 相对介电常数=3.9，n 型Si ， A*=2.1120A/(cm2K2)，N C=
2、2.81019cm-3,NV=1.041019 cm-3一、填空题:在括号中填入正确答案（共 40 分，共 19 题，每空 1 分）1. 半导体 Si 是（ ）结构；导带和价带间的能隙称为（ ） ；Si, Ge 为（ ）能隙半导体。2. 从价带中移出一个电子，会生成（ ） ；半导体中同时存在电子和空穴两种载流子。3. 掺杂一般是为了（ ）半导体的电导率，如向 Si 中掺入（ ）可以得到 n 型半导体；掺（ ）可以得到 p 型半导体。4. 如同时向硅 Si 中掺入浓度为 ND 的磷 P 和浓度为 NA 的硼 B 且全部电离，设 NAND，则此时 Si 为( )半导体。5. 对于杂质浓度较低的样品
3、，迁移率随着温度升高而（ ）,这是由于晶格散射起主要作用。到杂质浓度高到 1018cm-3 以上后，在低温范围，随着温度的升高，电子迁移率反而（ ） ，到一定温度后才稍有下降，这是由于温度低时， （ ）起主要作用。6. 光照一块 p 型半导体，产生非平衡电子 n 和非平衡空穴 p，则把非平衡电子 n 称为（ ） ，而把非平衡空穴 p 称为非平衡多数载流子。并且非平衡电子浓度 n（ ）非平衡空穴浓度 p；得 分学院 姓名 学号 任课老师 选课号/座位号 密封线以内答题无效第 2 页 共 6 页7. 金是有效的（ ） ，在半导体中引入少量的金，就能够显著（ ）少数载流子的寿命；8. 对于空穴陷阱来
4、说，电子俘获系数 rn( )空穴俘获系数 rp。对于电子陷阱来说，费米能级 EF 以上的能级，越（ ）E F，陷阱效应越显著；9. 稳定注入，样品足够厚情况，非平衡载流子从表面向内部以（ ）衰减，用 LP 标志着非平衡载流子深入样品的平均距离，称为（ ） ；10. 爱因斯坦定律描述了同一种载流子的迁移率和（ ）之间的关系，如果扩散系数越大，那么迁移率也（ ） ；11. 连续性方程式是描述少数载流子随空间和时间变化所遵守的方程，同时考虑了（ ） 、扩散运动、 （ ）以及其他外界因素引起单位时间、单位体积少数载流子的变化；12. pn 结的接触电势差和 pn 结两边的（ ） 、温度、材料的禁带宽度
5、有关系。在一定温度下，突变结两边掺杂浓度越高、接触电势差 VD 越大；禁带宽度越大，V D 也越（ ） ；pn 结中，耗尽区主要在（ ）一边。13. 半导体的功函数定义为真空能级 E0 和（ ）之差，n 型硅半导体的功函数（ ）p 型硅半导体的功函数；14. 金属和 p 型半导体接触，如果金属功函数大于半导体功函数，则称它们接触后形成的空间电荷区为（ ） ；15. 金属和 n 型半导体接触形成肖特基势垒，若外加正向偏压于金属，则半导体表面电子势垒高度将（ ） ，空间电荷区宽度将（ ） 。16. 在实际工艺中，实现欧姆接触主要采用（ ）原理。因此，制造欧姆接触最常用的办法是用（ ）半导体与金属接
6、触；17. 对于 p 型半导体形成的 MIS 结构，当半导体表面处于深耗尽状态时，此时耗尽层宽度（ ）半导体表面处于强反型状态的耗尽层宽度；18. 平带电容和半导体掺杂浓度以及（ ）有关。若绝缘层厚度一定，掺杂浓度越大时，平带电容将（ ） ；19. 本征吸收的条件是光子能量必须（ ）禁带宽度 Eg。光电池的光生电流 IL 和由于光生电压产生的正向电流 IF 方向（ ） 。20. n 型半导体的霍耳系数为（ ） 。对于迁移率越（ ）的半导体，越容易观察到霍学院 姓名 学号 任课老师 选课号/座位号 密封线以内答题无效第 3 页 共 6 页耳效应；二、简答题（ 共 30 分）1、说明半导体中浅能级
7、杂质和深能级杂质的作用有何不同？什么叫杂质补偿？什么叫高度补偿的半导体？杂质补偿有何实际应用？（8 分）2、写出下面能带图代表的半导体类型，掺杂程度。 （12 分）(a) (b) (c) ECEVEFEiECEVEFEiECEVEFEiECEVEFEiECEVEFECEVEFEi(d) (e) (f) 得 分学院 姓名 学号 任课老师 选课号/座位号 密封线以内答题无效第 4 页 共 6 页3、n 型半导体衬底形成的 MIS 结构，画出外加不同偏压下积累、耗尽、反型三种状态的能带图。画出理想的低频和高频电容-电压曲线。解释平带电压(10 分)三 计算题 （共 30 分）1、 T=300K 时，
8、 p 型 Si 半导体的掺杂浓度为 NA=51014cm-3，假设 EF-EFP=0.1k0T。1）这时是否是小注入，为什么？2）计算 EFn-Ei。 （10 分）学院 姓名 学号 任课老师 选课号/座位号 密封线以内答题无效第 5 页 共 6 页2、 PtSi 肖特基二极管在 T=300K 时生长在掺杂浓度为 ND=1016cm-3的 n 型Si 上。肖特基势垒高度为 0.89eV。计算 1）E n=EC-EF，2）qV D,，3）忽略势垒降低时的 JST，4）使J=2A/cm2 时的外加偏压 V。 （12 分）学院 姓名 学号 任课老师 选课号/座位号 密封线以内答题无效第 6 页 共 6 页3、 一个MOS 电容器的高频特性曲线如下图所示。器件面积为 210-3cm2，金属-半导体功函数差ms=-0.50V，氧化层为 SiO2，半导体为硅，半导体掺杂浓度为 21016cm-3。 （8 分）a) 半导体是 n 型的还是 p 型的？b) 氧化层厚度是多少？c) 等价氧化层电荷的密度是多少？C (pF)CFB20020VFB-0.8V0
