电子科技大学2010半导体物理期末考试试卷B试题答案

--电子科技大学二零一零至二零一一学年第一学期期末考试课程考试题Ｂ卷（120分钟）考试形式：闭卷考试日期20１1年月日课程成绩组成:平常１5分，期中５分，实验10分，期末70分一二三四五六七八九十共计复核人署名得分署名可能用到的物理常数:电子电量q=1.60２×1０-19C，真空介电常数0-１２Ｆ/m，室温（300K）ε=8.８5４×10的k0T=0．026eV，SiO2相对介电常数=３.9，NＣ=２．８×１019cm-3，300Ｋ时,ｎi（GaAs)=1.1１×07ｃ得-３分m．一、多项选择题:在括号中填入正确答案(共３0分,共1９题，每空1分)命题人：刘诺1-１4题,罗小蓉15－1９题受主是能增添（B)浓度的杂质原子，施主是能增添（Ａ）浓度的杂质原子，A、电子B、空穴假如杂质在化合物半导体中既能作施主又能作受主的作用，则这类杂质称为(B)。A、受主B、两性杂质C、施主3.关于混杂浓度为NＤ的非简并半导体，0K下,其电子浓度＝(Ｄ）;在低温下，其电子浓度=(Ｂ);在高温本征温度下,其电子浓度=(Ｃ）；、NＤＢ、nD+C、ｎiAD、0关于宽带隙的半导体，激发电子从价带进入导带需要更(A）的能量,本征温度区的开端温度更（A)。A、高.低在必定温度下,非简并半导体的均衡载流子浓度的乘积(Ｃ)本征载流子浓度的平方。该关系（D）于本征半导体,(D）于非本征半导体。----A、大于B、小于C、等于Ｄ、合用E、不合用电子是（A），其有效质量为(D）；空穴是(B）,其有效质量为（Ｃ）。A、粒子B、准粒子C、负D、正Ｅ、07．p型半导体中的非均衡载流子特指(C)，其空穴的准费米能级(I)电子的准费米能级。A、n0B、p0Ｃ、ΔnD、ΔpＥ、ｎＦ、pＧ、高于Ｈ、等于Ｉ、小于8.在室温下,低混杂Si的载流子散射体制主假如（BD）。Ａ、压电散射B、电离杂质散射C.载流子-载流子散射D.晶格振动散射9．??k0T合用于（B）半导体。??=qＡ、简并B、非简并１０.Ge和Ｓi是(B)能隙半导体，（D)是主要的复合过程。而GａAｓ是（A)能隙半导体，(Ｃ）是主要的复合过程。Ａ、直接B、间接Ｃ、直接复合D、间接复合在外加电场作用下,载流子的（C）运动是定向的。在无外加电场时,载流子的(B)运动是随机的。A、扩散Ｂ、热C、漂移12.ｐ型半导体组成的MIＳ构造,若Wm>Ｗs，假设绝缘层中无电荷时，其平带电压(A）。A、VFB>０B、ＶFＢ<0C、VＦＢ=01３.最有益于圈套作用的能级地点在(C)邻近，常有的是(E)的圈套A、EAB、EＤC、EＦＤ、ＥiE、少子Ｆ、多子----１４.金属与n型半导体形成阻拦层,其功函数需知足（A)，该构造正向电流的方向是(D）。A、Ｗｍ>ＷsB、Wm<WｓC、Wｍ＝WｓD、从金属到半导体E、从半导体到金属二、简答题：（共１2分）1．画出中等混杂硅的电阻率随温度的变化状况。(3分)命题人:罗小蓉.n型半导体衬底形成的MIS构造，画出外加不一样偏压下多子累积和反型二种状态的能带图。画出理想的低频和高频电容-电压曲线。解说平带电压(7分)命题人：白飞明,钟志亲图略（各２分)平带电压：功函数或许绝缘层电荷等要素惹起半导体内能带发生曲折,为了恢复平带状态所需加的外加栅偏压。或许使半导体内没有能带曲折时所加的栅电压。（1分）3．写出起码两种测试载流子浓度的实验方法。（2分）命题人：白飞明，钟志亲能够采纳四探针法、C-V测试以及霍耳效应来测试载流子浓度（写出两种即可);(２分)三、证明题：证明????×??=??。（７分）??????命题人：刘诺证明:由于且

??-??-????????????=??????????-??-??????????=????????????-??=????????

1分)（1分)(１分)因此

????-????????????----对本征半导体??=??=????????????-??因此,×??????????=??????????????=????故??×????四、计算题(３6分）

（1分）(1分）（1分）1．Sｉ与金属形成的肖特基势垒接触，反向饱和电流为I0=10-11Ａ，若以测试获得的正向电流达到１0-3Ａ为器件开始导通。(1）求正导游通电压值；(4分)IFI0expqVF1I0expqVFk0Tk0Tk0TIF每步各２分VF0.48VlnI0q（２）假如不加电压时半导体表面势为０.55V，耗尽区宽度为０．5μm,计算加5V反向电压时的耗尽区宽度;(4分）xd02sVbi1qN0xd2sVbiVqN02每步各１分xdVbiVxd0Vbixd3.2mD15-3的薄ｎ型Si样品,寿命为1s,室温下进行光照耀，光被平均吸0ｃm2、施主浓度Ｎ=１收，电子－空穴对的产生率是1020cm3/s。已知：n1100cm2/Vs,p400cm2/Vs,ni1.51010cm3,设杂质全电离,求：（1）光照下样品的电导率;(5分)非均衡载流子浓度npg1014cm31分电子浓度nn0n1.11015cm31分空穴浓度pp0pni2/n0p2.2510510141014cm3１分----分(2)电子和空穴准费米能级EFn和EFp与均衡费米能级EF的距离，并在同一能带图标出EF,ＥFn和EFp；（7分）答:EFnEFn0.002eV2分k0Tlnn0EFEFpk0Tlnp２分0.52eVp0作图3分EＦn和EＦp与EF各１分EcEFnEFEFpEv（3）若同时给该样品加10V/cm的电场，求经过样品的电流密度。（４分）JE0.2102A/cm2、硅单晶作衬底制成MOS二极管，铝电极面积A=1.6-7２。在１50℃下进行负温度-3×1０m偏压和正温度-偏压办理,测得C-Ｖ曲线如图2中a、ｂ所示。已知硅和铝的功函数分别为WS=4．3ｅV,Wｍ＝4.2eＶ，硅的相对介电常数为3.9。计算:(1)说明AＢ段是累积、耗尽仍是反型状态,衬底硅是n型仍是p型(4分)答：AB段是累