半导体器件物理与工艺.doc

平时成绩30% + 考试成绩70% 名词解释（2x5=10）+ 简答与画图（8x10=80）+ 计算（1x10=10）名词解释p型和n型半导体漂移和扩散简并半导体异质结量子隧穿耗尽区阈值电压CMOS欧姆接触肖特基势垒接触简答与画图1. 从能带的角度分析金属、半导体和绝缘体之间的区别。2. 分析pn结电流及耗尽区宽度与偏压的关系。3. 什么是pn结的整流（单向导电）特性？画出理想pn结电流-电压曲线示意图。4. BJT各区的结构有何特点？为什么？5. BJT有哪几种工作模式，各模式的偏置情况怎样？6. 画出p-n-p BJT工作在放大模式下的空穴电流分布。7. MOS二极管的金属偏压对半导体的影响有哪些？8. MOSFET中的沟道是多子积累、弱反型还是强反型？强反型的判据是什么？9. 当VG大于VT且保持不变时，画出MOSFET的I-V曲线，并画出在线性区、非线性区和饱和区时的沟道形状。10. MOSFET的阈值电压与哪些因素有关？11. 半导体存储器的详细分类是怎样的？日常使用的U盘属于哪种类型的存储器，画出其基本单元的结构示意图，并简要说明其工作原理。12. 画出不同偏压下，金属与n型半导体接触的能带图。13. 金属与半导体可以形成哪两种类型的接触？MESFET中的三个金属-半导体接触分别是哪种类型？14. 对于一耗尽型MESFET，画出VG=0, -0.5, -1V（均大于阈值电压）时的I-V曲线示意图。15. 画出隧道二极管的I-V曲线，并画出电流为谷值时对应的能带图。16. 两能级间的基本跃迁过程有哪些，发光二极管及激光器的主要跃迁机制分别是哪种？ 计算Pn结的内建电势及耗尽区宽度T=300KSi: , GaAs: , , , Si: GaAs: , 1. 计算一砷化镓p-n结在300K时的内建电势及耗尽区宽度，其NA1018cm-3和ND1016cm-3 =1.29V=0.596m2. 一砷化镓单边突变结，其NA1019cm-3，ND=1015cm-3，计算在反向偏压20V时的最大内建电场(T300K) =5.238m=7.64104V/cm3. 对一砷化镓突变结，其中NA21019cm-3，ND81015cm-3，计算零偏压和反向偏压4V时的结电容(T300K) =1.34V=0.48m(0V), 0.96m(-4V)=2.2910-8F/cm2(0V), 1.1410-8F/cm2(-4V)4. 对于硅p+-n单边突变结，其ND51017cm-3，计算其击穿电压。设其临界电场为6.2105 V/cm =2.53V5. 已知在一理想晶体管中，各电流成分为：IEp=4mA、IEn=0.02mA、ICp=3.95mA、ICn=0.002mA。求共射电流增益0及ICEO的值。 =0.983 ICBO=0.34A=57.8=20A6. 一p-n-p硅晶体管其射、基、集电极掺杂浓度分别为51018cm-3、21017cm-3和1016cm-3。器件截面积为0.2mm2，基区宽度为1.0m，射基结正向偏压为0.5V。其射、基、集电极中少数载流子的扩散系数分别为52cm2/s、40cm2/s和115cm2/s，而寿命分别为10-8s、10-7s和10-6s。求晶体管的共基电流增益。 =4.66102cm-3=7.210-4cm=18.6 cm-3=0.14310-4A=1.0310-7A=0.9931. 试画出VG=VT时，n衬底的理想MOS二极管的能带图。 2. 一NA=51016cm-3的金属-SiO2-Si电容器，请计算表面耗尽区的最大宽度。 3. 假设氧化层中的氧化层陷阱电荷呈三角形分布，ot(y)=q51023y（C/cm3），氧化层的厚度为10nm。试计算因Qot所导致的平带电压变化。 4. 一n沟道的n+多晶硅-SiO2-Si MOSFET，其NA=1017cm-3，Qf/q=51010cm-2，d=10nm，试计算其阈值电压。 5. 针对上题中的器件，硼离子注入使阈值电压增加至+0.7V，假设注入的离子在Si-SiO2的界面处形成一薄片负电荷，请计算注入的剂量。 6. 将铜淀积于n型硅衬底上，形成一理想的肖特基二极管，若m=4.65eV，电子亲和力为4.01eV，ND=31016cm-3，而T=300K。计算出零偏压时的势垒高度、内建电势、耗尽区宽度以及最大电场。 7. 若一n沟道砷化镓MESFET的势垒高度Bn=0.9eV，ND=1017cm-3，a=0.2um，L=1um，且Z=10um。此器件为增强还是耗尽模式器件？ 8. 一n沟道