2009半导体物理试卷-B卷答案

A.

d
决 定 于 1 B. r p d 0
B
。
1 rd n0 1 rd ∆ p
C.
D. 其 它
14.
在金属 -SiO2-p 型 Si 构 成 的 MIS 结 构 中 ， SiO2 中 分 布 的 可 动 正 电 荷 不 会 影 响 A. B. C. D. 半 平 平 器 导 带 带 件 体 电 电 的 表 面 势 压 容 稳 定 性 C 。
A. B. C. D.
D 子 子 子 子 的 的 Ge Ge Si Si 半 半
。 半 半 导 导 导 导 体 体 体 ； 体 ； ； 。
掺 掺 掺 掺
入 入 入 入
浓 浓 浓 浓
度 度 度 度
1015 cm-3 P 1014 cm-3 B 1015 cm-3 P 1014 cm-3 B
原 原 原 原
的 非 平 衡 载 流 子 的 非 平 衡 载 流 子 态 体 D 的 是 。 带 于 导 费 电 度 导 中 绝 体 米 离 升 带 发 对 载 统 区 高 电 现 零 流 计 的 而 子 电 子 的 几 率 为 0 ， 则 该 半 度 子 浓 度 时 不 能 用 波 尔 兹 半 导 体 ， 其 迁 移 率 和 电 增 大 Ec 能 级 位 都 处 于 导 带 底 D 。
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电 子 科 技 大 学 二 零 九 至 二 零 期 期 末 考 试
半导体物理 月 18日 课程考试题 B卷 （ 120 分钟）
一 零
学 年 第 一 学
考试形式： 闭卷
考试日期
2010年 元
课程成绩构成：平时 一 得分 签名 二
得 分 2 、 选 择 题 （ 共 15 分 ， 每 题 1 分 ）
1.
如 果 对 半 导 体 进 行 重 掺 杂 ， 会 出 现 的 现 象 是 D A.
B. C.
。 禁 带 变 宽 少 子 迁 移 率 增 大 多 子 浓 度 减 小 简 并 化
D.
2.
10 −3 已 知 室 温 下 Si 的 本 征 载 流 子 浓 度 为 ni = 1.5 × 10 cm 。
4.
说 法 正 确 的 是
5.
空 穴 是 一 种 真 实 存 在 的 微 观 粒 子 MIS 结 构 电 容 可 等 效 为 绝 缘 层 电 容 与 半 导 体 表 面 电 容 的 的 并 联 C. 稳 态 和 热 平 衡 态 的 物 理 含 义 是 一 样 的 D. 同 一 种 半 导 体 材 料 中 ， 电 子 迁 移 率 比 空 穴 迁 移 率 高 空 间 实 验 室 中 失 重 状 态 下 生 长 的 GaAs 与 地 面 生 长 的 GaAs 相 比 ， 载 流 子 迁 移 率 要 高 ， 这 是 因 为 B A. B. C. D. 半 A A. B. 。 无 晶 化 宇 导 。 复 合 机 构 散 射 机 构
10 分， 三 四
期中 五
5 六
分，
实验 七 八
15
分， 九
期末 十 合计
70
分
复核人 签名
得 分 1 、 填 空 题 :
（ 共 16 分 ， 每 空 1 分 ）
1.
简 并 半 导 体 一 般 是 离杂质
重
掺 杂 半 导 体 ， 这 时
电
对 载 流 子 的 散 射 作 用 不 可 忽 略。
2.
处 在 饱 和 电 离 区 的 N 型 Si 半 导 体 在 温 度 升 高 后 ，
7.
相 对 Si 而 言 ， InSb 是 制 作 霍 尔 器 件 的 较 好 材 料 是 因 为 其 电 子 迁 移 率 较 高/大 。 金 掺 入 半 导
8.
掺 金 工 艺 通 常 用 于 制 造 高 频 器 件。 体 Si 中 是 一 种 复合 深能级
杂 质 ， 通 常 起
中 心 的 作 用 ， 使 得 载 流 子 寿 命 减 小。 概 括 了 晶 体 内 部 势 场 对 载 流 子 的 作
15.
不 考 虑 表 面 态 的 影 响 ， 如 需 在 n 型 硅 上 做 欧 姆 电 极 ， 以 下 四 种 金 属 中 最 适 合 的 是
A. B. C. D.
A
。
In (Wm=3.8 eV) Cr (Wm=4.6 eV) Au (Wm=4.8 eV) Al (Wm=4.2 eV)
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。
掺 入 浓 度 1014 cm-3 的 P 原 子 ； 掺 入 浓 度 1015 cm-3 的 P 原 子 ； 掺 入 浓 度 2×1014 cm-3 的 P 原 子 ， 浓 度 为 1014 cm-3 的 B 原 子 ； 掺 入 浓 度 3×1015 cm-3 的 P 原 子 ， 浓 度 为 2×1015 cm-3 的 B 原 子。
EC Ei EF
EC EF
(a)
(b)
EV EC EF Ei EV
(c)
EV EC Ei EF EV
(d)
答： (a) 强 n 型
(e)
(f)
(b) 弱 p 型
(c) 本征型或高度补偿型
(d ) (f) 强 p 型
简并、
p 型
(e)
弱 n 型
2.
型 半 导 体 衬 底 形 成 的 MIS 结 构 ， 画 出 外 加 不 同 偏 压 平 带、 耗 尽、 反 型 四 种 状 态 的 能 带 图。 - 电 压 曲 线。 画
由正变为负
5.
。
在 半 导 体 中 同 时 掺 入 施 主 杂 质 和 受 主 杂 质 ， 它 们 具 有 杂质补偿 的 作 用 ， 在 制 造 各 种 半 导 体
器 件 时 ， 往 往 利 用 这 种 作 用 改 变 半 导 体 的 导 电 性 能。
6.
ZnO 是 一 种 宽 禁 带 半 导 体 ， 真 空 制 备 过 程 中 通 常 会 导 致 材 料 缺 氧 形 成 氧 空 位 ， 存 在 氧 空 位 的 ZnO 半 导 体 为 N/ 电子 型 半 导 体。 ，
d)
A. B.
abcd bcda
C. acbd D. dcba
11.
以 下 4 种 Si 半 导 体 ， 室 温 下 功 函 数 由 大 到 小 的 顺 序 是
a) b) c)
C
。
掺 入 浓 度 1016 cm-3 的 B 原 子 ； 掺 入 浓 度 1016 cm-3 的 P 原 子 ； 掺 入 浓 度 1016 cm-3 的 P 原 子 ， 浓 度 为 1015 cm-3 的 B 原 子 ； 纯 净 硅。
（2 分 ）
3.
写 出 至 少 两 种 测 试 载 流 子 浓 度 的 实 验 方 法 ， 并 说
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处 于 稳 态 的 某 掺 杂 n = 1.5 × 1015 cm − 3 体
A. B.
Si
半 导 体 中 电 子 浓 度 p = 1.5 × 1012 cm − 3 ， 则 该 半 导
有 效 复 合 中 心 的 能 级 位 置 靠 近
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费 米 能 级 /Ei
12.
。
MIS 结 构 中 半 导 体 表 面 处 于 临 界 强 反 型 时 ， 表 面 少 子 浓 度 等 于 内 部 多 子 浓 度 ， 表 面 反 型 少 子 的 导 电 能 力 已 经 足 够 强 ， 称 此 时 金 属 板 上 所 加
下 积 累、
出 理 想 的 低 频 和 高 频 电 容
解 释 平 带 电 压。
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(10 分 )
答 ：
图 略 （ 各 2 分 ， 共 8 分 ）
平 带 电 压 ： 功 函 数 或 者 绝 缘 层 电 荷 等 因 素 引 起 半 导 体 内 能 带 发 生 弯 曲 ， 为 了 恢 复 平 带 状 态 所 需 加 的 外 加 栅 偏 压。 栅电压。 或 者 使 半 导 体 内 没 有 能 带 弯 曲 时 所 加 的
电 子 迁 移 率 会
下降 / 减小
， 电 阻 率 会
上升 / 增大 。
3.
电 子 陷 阱 存 在 于
P/空穴
型 半 导 体 中。
4.
随 温 度 的 增 加 ， P 型 半 导 体 的 霍 尔 系 数 的 符 号
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7.
禁 带 宽 度 晶 体 结 构
若 某 材 料 电 阻 率 随 温 度 升 高 而 单 调 下 降 ， 该 材 料 是 A. B.
C. D.
A
。
本 征 半 导 体 杂 质 半 导 体 金 属 导 体 简 并 半 导 体
8.
对 于 只 含 一 种 杂 质 的 非 简 并 ｐ 型 半 导 体 ， 费 米 能 级 随 温 度 上 升 而 A. B. C.
9.
有效质量
用 ， 可 通 过 回 旋 共 振 实 验 来 测 量。
10.
某 N 型 Si 半 导 体 的 功 函 数 WS 是 4.3eV ， 金 属 Al 的 功
函 数 Wm 是 4.2 eV ，
该 半 导 体 和 金 属 接 触 时 的 界
面 将 会 形 成
11.
反阻挡层接触 / 欧姆接触
。 禁带中心能级 / 本 征
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10.
以 下 4 种 不 同 掺 杂 情 况 的 N 型 Ge 半 导 体 中 ， 室 温 下 电 子 迁 移 率 由 大 到 小 的 顺 序 是
a) b) c)
C
D.
D
。
上 升 下 降 不 变 经 过 一 极 值 后 趋 近 Ei
9.
GaAs 具 有 微 分 负 电 导 现 象 ， 原 因 在 于 在 强 电 场 作 用 下 ， A. B. C.
D.
A 。
载 流 子 发 生 能 谷 间 散 射 载 流 子 迁 移 率 增 大 载 流 子 寿 命 变 大 载 流 子 浓 度 变 小
， 空 穴 浓 度 为 A 。
3.
存 存 C. 处 D. 是 下 面 A. 若 导 B. 计 曼 C. 处 导 D. 半 置 下 面 A. B.
在 在 于 简 说 半 体 算 统 于 率 导
小 大 热 并 法 导 必 简 计 低 都 体
注 注 平 半 错 体 定 并 代 温 随 中
入 入 衡 导 误 导 处 半 替 弱 温 ，
13.
/ 阈值 电 属 金 压 和 为 n 型 开启 半 电压 导 体 电压 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 降 低 ， 空 间 电 荷 区 宽 度 将 相 应 地 （ 减 少 /
变 窄 / 变 薄 ）。
d)
A. B.
abcd cdba
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C. adcb D. dabc
12.
以 下 4 种 不 同 掺 杂 情 况 的 半 导 体 ， 热 平 衡 时 室 温 下 少 子 浓 度 最 高 的 是
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6.
杂 体 学 宙 体
质 生 配 射 中
污 长 比 线 少
染 更 更 的 数
完 合 照 载
整 理 射 作 用 流 子 寿 命 的 大 小 主 要 决 定 于
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C. D.
10 −3 （ 已 知 室 温 时 ： Si 的 本 征 载 流 子 浓 度 ni = 1.5 × 10 cm ， 13 −3 Ge 的 本 征 载 流 子 浓 度 ni = 2.4 × 10 cm ）
13.
直 接 复 合 时 ， 小 注 入 的 P 型 半 导 体 的 非 平 衡 载 流 子 寿 命
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得 分
ຫໍສະໝຸດ Baidu
三、
问 答 题 （ 共
31 分 ， 共 四 题 ，
6 分 ＋
10 分 ＋ 10 分 ＋ 5 分）
1. 写出下面能带图代表的半导体类型，掺杂程度。
（6 分 ）
EC EF Ei EV EC Ei EF EV