10级半导体物理复习.doc

半导体物理复习题一 要弄清的概念或过程电子的共有化运动轨道杂化能带有效质量 杂质的束缚态和离化态 深能级杂质和浅能级杂质 杂质的补偿 迁移率及单位 小注入 非平衡载流子 非平衡载流子的复合 非平衡载流子的寿命 直接复合和间接复合 准费米能级 直接带隙半导体 间接带隙半导体 少子寿命 扩散系数扩散长度硅的双性行为 二 选择题1单晶硅的晶格结构和能带结构属于 （ ）A闪锌矿型和直接禁带型结构；B闪锌矿型和间接禁带型结构；C金刚石型和直接禁带型结构；D金刚石型和间接禁带型结构2在锗晶体中，若磷原子占据了锗原子的位置，则磷在锗中提供 （ ）A价电子；B空穴；C受主离子3在硅晶体中，若硼原子占据了锗原子的位置，则硼在硅中提供 （ ）A价电子；B空穴；C施主离子4在硅晶体中，同时掺有硼和镓杂质，硼原子浓度等于镓原子浓度，在杂质全电离情况下，该硅材料呈现出 （ ）AN型；BP型；C中性5在硅晶体中，同时掺有硼和砷杂质，硼原子浓度大于砷原子浓度，在杂质全电离情况下，该硅材料呈现出 （ ）AN型；BP型；C中性6硅中的本征载流子浓度随温度升高 （ ）A变大；B变小；C载流子浓度与温度无关7对一定杂质浓度的硅材料，随温度升高，费米能级离本征费米能级 （ ）A更近；B更远；C费米能级位置与温度无关8对一定的温度，随杂质浓度升高，硅的费米能级离本征费米能级 （ ）A更近；B更远；C费米能级位置与杂质浓度无关9在杂质半导体的强电离区，载流子主要来源于 （ ）A杂质电离；B本征激发；C不能确定10在杂质半导体的高温本征激发区，载流子主要来源于 （ ）A杂质电离；B本征激发；CA、B两者之和11硅中电子的有效质量 （ ）A只能为正；B只能为负；C可正可负12硅、和锗的禁带宽度随温度升高 （ ）A变大；B变小；C禁带宽度的大小与温度无关13硅导带能量极值有 （ ）A4个；B6个；C8个14准费米能级的引入，是基于 （ ）A导带和价带的电子处于热平衡；B导带和价带的电子各自处于热平衡；C导带和价带的电子各自处于非平衡 P11915半导体中载流子的扩散系数取决于其中的 （ ）A散射机构； B复合机构； C杂质浓度梯度； D表面复合速度16以长声学波为主要散射机构时，电子迁移率与温度的 （ ）A平方成正比； B平方成反比； C3/2次方成正比； D3/2次方成反比17三个硅样品的掺杂情况如下：甲 含镓11017 cm-3；乙 含硼和磷各11017 cm-3；丙 含铝11015 cm-3。这些样品电子扩散系数由大到小的顺序是 （ ）A甲乙丙；B甲丙乙；C乙丙甲；D丙甲乙18以下四种半导体中，最适合合制作高温器件的是 （ ）ASi；BGe；CGaAs；DInSb19有效的复合中心能级通常都靠近 （ ）AEC；BEV；CEI；DEF20硅工艺中掺金的主要目的是 （ ）A降低少子寿命；B增加少子寿命；C降低少子浓度；D增加少子浓度21在下列的半导体材料中，禁带宽度由大到小递减排列的是 （ ）AInSb， Si，Ge，GaAs；BGaAs， Si，Ge，InSb；CGaAs， Si，InSb，Ge；DInSb ，GaAs， Si，Ge22室温下，Ge的本征载流子浓度ni=2.31013 cm-3，若其中ND=1014 cm-3的施主杂质已全部电离，则其平衡电子浓度n0 （ ）A等于ND；B等于（ND+ni）；C小于（ND+ni）；D等于ni22已知ND为1015 cm-3 ，NA为1018 cm-3；则此PN结 （ ）A电子电流为主、N区中势垒区较宽；B空穴电流为主、N区中势垒区较宽C电子电流为主、P区中势垒区较宽； D空穴电流为主、P区中势垒区较宽23载流子的平均漂移速度在电场不太强时随电场强度的增大而增大（） A弱场时符合、强场时不符合； B强场时符合、弱场时不符合；24电子的扩散长度与电子扩散系数的关系是（）A成正比；B成反比；C与空穴的扩散系数面正比；D电子扩散长度与电子扩散系数的平方根成正比25单边突变PN结势垒区宽度主要由（）决定A高掺杂侧；B低掺杂侧；C与掺杂浓度无关；D26PN结处于平衡状态可用以下方法判断A符合质量作用定理；B有统一的费米能级；C通过PN结的净电流为0；D注入的少子比多子少很多27电子占据费米能级的几率为1/2的结论在下列条件下成立：A在任何温度下成立；B在低温下成立；C在高温下成立；D此结论任何条件下都不可能成立28、在PN结上加正向偏压后，势垒区宽度和结内电场变化为 （ ）A势垒区宽度变大、结内电场变强；B势垒区宽度变大、结内电场变弱；C势垒区宽度变小、结内电场变强；D势垒区宽度变小、结内电场变弱29、已知ND为1019 cm-3 ，NA为1016 cm-3；则此PN结 （ ）A 电子电流为主、N区中的势垒区较宽；B 空穴电流为主、N区中的势垒区较宽C 电子电流为主、P区中的势垒区较宽； D 空穴电流为主、P区中的势垒区较宽三 判断题1 杂质能级上的电子与导带或价带上的载流子分布一样，都可以用费米分布函数描述。 （）A 是；B不是2载流子的平均漂移速度随电场强度的增大而持续增大 （）A是；B不是3 耿氏振荡可以发生在任何半导体材料中 （）A是；B不是4对于同时掺有ND=1016 cm-3和NA=1013 cm-3的杂质半导体材料，在杂质全电离的情况下，该半导体材料表现为 （）AN型；BP型5对于同时掺有ND=1015 cm-3和NA=1012 cm-3的杂质半导体材料，在杂质全电离的情况下，该半导体材料中参与导电的载流子数为 （） A1015个；B103个6受到光照的半导体材料，其多子准费米能级对平衡费米能级的偏离大于少子准费米能级的偏离。 （）A是；B不是7在有载流子注入的情况下，系统仍具有统一的费米能级。 （）A是；B不是8电子的扩散长度与电子扩散系数的关系是 （）A成正比；B成反比；C与空穴的扩散系数面正比；B电子扩散长度与电子扩散系数的平方根成正比9内层电子对导电没有贡献。10半导体和金属中，导带电子和价带空穴都能参与导电。11电子的有效质量一定是正的。12电子占据费米能级的几率总是1/2。13受主主杂质电离之后，可以提供空穴和杂质离子两种导电电荷。14施主杂质电离之后，可以提供电子和杂质离子两种导电电荷。四填空题1半导体中的散射机构主要有_2在低温下，半导体中主要是_散射机构起作用3若杂质浓度是一定的，载流子迁移率随温度升高而_，其主要原因是_。4若温度是一定的，载流子迁移率随杂质浓度升高而_，其主要原因是_5非平衡载流子的复合大致分为_和_6写出爱因斯坦关系式_7金在N型硅中一般起受主杂质作用，其能级在导带底之下0.54ev；在P型硅中一般起施主杂质作用，其能级在价带顶之上0.35 ev。8在一块半导体材料上加上光照和电场，则其中的电流成分要考虑到（电扩、电漂、空扩、空漂）9在PN结上加正向偏压是指在（）区加高电平、在（）区加低电平。10在PN结上加反向偏压是指在（）区加高电平、在（）区加低电平。11在PN结上加正向偏压后，势垒区宽度变（）、结内电场变（）；多子向对方的扩散（）。12在PN结上加反向偏压后，势垒区宽度变（）、结内电场变（）；多子向对方的扩散（）。13电子空穴对复合时能量释放方式有（）14PN结电容由（）（）组成五问答题1区别以下术语的物理意义：A（状态密度）有效质量、纵向有效质量和横向有效质量、电导有效质量B费米能级和准费米能级C非平衡载流子和热载流子2什么是欧姆接触？通常采用什么方法来制作半导体器件的欧姆接触电极？为什么在实际上很难通过选择功函数适当的金属来形成欧姆接触？3什么是非平衡状态？什么是小注入？以N型半导体为例说明为什么非平衡少子起主导作用？4室温下，Si，Ge，GaAs的禁带宽度各是多少？据此说明为什么不同的半导体材料制成的器件最高工作温度不相同？5什么是非平衡载流子？非简并半导体处于热平衡状态的判据是什么？6说明掺杂硅的电阻率是怎样随温度变化的，为什么？7光注入的特征是什么？六计算题1在硅样品中掺入1014 cm-3的磷，试求（1）室温下电子和空穴的浓度；（2）室温下费米能级EF的位置（用EF-Ei）表示。（室温下本征载流子浓度取1010 cm-3）2在锗样品中掺入1014 cm-3的磷，试求室温下电子和空穴的浓度。10两种掺硼样品，且NA1 NA2，室温下