华南理工大学2017年半导体物理试卷A(2017.7).pdf

半导体物理半导体物理试卷试卷第第 1 1 页页 共共 8 8 页页 诚信应考诚信应考,考试作弊将带来严重后果！考试作弊将带来严重后果！ 2017 年年华南理工大学期末考试华南理工大学期末考试 半导体物理学半导体物理学 试卷试卷 A A 注意事项：注意事项：1.1. 考前请将密封线内各项信息填写清楚；考前请将密封线内各项信息填写清楚； 2.2. 所有答案请直接答在试卷上所有答案请直接答在试卷上( (或答题纸上或答题纸上) )； 3 3考试形式：闭卷；考试形式：闭卷； 4.4. 本试卷共六大题，满分本试卷共六大题，满分 100100 分，分，考试时间考试时间 120120 分钟分钟。 题题 号号一一二二三三四四五五六六总分总分 得得 分分 评卷人评卷人 一、选择填空一、选择填空(20(20 分，每题分，每题 2 2 分分) ) 1电子在晶体中的共有化运动指的是。 A电子在晶体中各点出现的几率相同 B电子在晶体元胞中各点出现的几率相同 C电子在晶体各元胞对应点出现的几率相同 D电子在晶体各元胞对应点有相同位相 2 本征半导体是指的半导体。 A不含杂质与缺陷 B电子密度与空穴密度相等 C电阻率最高 D电子密度与本征载流子密度相等 3 若某半导体导带中发现电子的几率为零，则该半导体必定。 A不含施主杂质 B不含受主杂质 C不含任何杂质 D处于绝对零度 4 砷化镓的导带极值位于布里渊区。 A 中心 B方向近边界处 C方向近边界处 D方向近边界处 5 重空穴指的是。 A质量较大的原子组成的半导体中的空穴 B价带顶附近曲率较大的等能面上的空穴 C价带顶附近曲率较小的等能面上的空穴 D自旋-轨道耦合分裂出来的能带上的空穴 _ _ 姓名学号 学院专业座位号 ( 密 封 线 内 不 答 题 ) 密 封线 半导体物理半导体物理试卷试卷第第 2 2 页页 共共 8 8 页页 6 在进入太空的空间实验室中生长的砷化镓通常具有很高的载流子迁移率，这 是因为的缘故。 A无杂质污染 B受较强宇宙射线照射 C晶体生长完整性好 D化学配比合理 7 公式q/ m * 中的是载流子的。 A渡越时间 B寿命 C平均自由时间 D扩散系数 8 半导体中载流子扩散系数的大小决定于其中的。 A 复合机构 B 散射机构 C 能带机构 D 晶体结构 9. 在光电转换过程中，硅（Si）材料一般不如砷化镓(GaAs)量子效率高，因 其。 A禁带较窄 B禁带是间接跃迁型 C禁带较宽 D禁带是直接跃迁型 10. 下列情况下，室温下功函数最大者为。 A含硼 110 15/cm3 的硅 B含磷 110 16/cm3 的硅 C含硼 110 15/cm3，含磷 11016/cm3 的硅 D纯净硅 半导体物理半导体物理试卷试卷第第 3 3 页页 共共 8 8 页页 二、解释下列概念二、解释下列概念(10(10 分，每题分，每题 2 2 分分) ) 1、空穴 2、非平衡载流子 3、费米能级 4、迁移率 5、霍耳系数 半导体物理半导体物理试卷试卷第第 4 4 页页 共共 8 8 页页 三、回答问题（共三、回答问题（共 2020 分，每题分，每题 5 5 分）分） 1、由同一种元素的原子组成的二维晶体，如图所示。 （1） 画出布拉菲格子； （2）画出两种不同形式的原胞，并指出每个原胞中含的原子数。 2、画出半导体 GaAs 的晶体结构示意图，并简述其特点。 半导体物理半导体物理试卷试卷第第 5 5 页页 共共 8 8 页页 3、画出半导体 Si 的能带结构示意图，并简述其特点。 4、何谓欧姆接触？金属与半导体形成欧姆接触的方法有那些？ 半导体物理半导体物理试卷试卷第第 6 6 页页 共共 8 8 页页 四、证明题（四、证明题（1515 分）分） 试用一维非均匀掺杂（掺杂浓度随 x 的增加而下降） ，非简并 p 型半导体模 型导出爱因斯坦关系式： 0 p p D k T q 半导体物理半导体物理试卷试卷第第 7 7 页页 共共 8 8 页页 五五、计算题（、计算题（1515 分）分） （1） 试说明在室温下，某半导体的电子浓度 p i n nn ，时，其电导率为最 小值。式中 i n是本征载流子浓度， n 、 p 分别为电子和空穴的迁移率。试求上 述条件时的空穴浓度。 （2） 当 133 2.5 10 i ncm， 2 1900/( . ) p cmV s， 2 3800/( . ) n cmV s时，试求 锗的本征电导率和最小电导率。 半导体物理半导体物理试卷试卷第第 8 8 页页 共共 8 8 页页 六六、计算题（、计算题（2020 分）分） 由金属-SiO2-P 型硅组成得 MOS 结构，当外加电压使半导体表面少数载流子浓度 nS与内部多数载流子浓度 pp0相等时作为临界强反型条件。 （1）试证明临界强反