成都理工大学应用物理07级半导体期末试题.doc

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，SiO2相对介电常数=3.9，n型Si， A*=2.1120A/(cm2K2)，N C=2.81019cm-3,NV=1.041019 cm-3得 分一、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，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；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（ ）EF，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，VD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，越容易观察到霍耳效应； 得 分二、简答题（ 共30分） 1、说明半导体中浅能级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) 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，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）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）En=EC-EF，2）qVD,，3）忽略势垒降低时的JST，4）使J=2A/cm2时的外加偏压V。（12分）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S