北工大 10年 半导体物理 期末试卷
半导体物理期末试卷（含部分答案
半导体物理期末试卷（含部分答案⼀、填空题1．纯净半导体Si 中掺错误！未找到引⽤源。
族元素的杂质，当杂质电离时释放电⼦。
这种杂质称施主杂质；相应的半导体称N 型半导体。
2．当半导体中载流⼦浓度的分布不均匀时，载流⼦将做扩散运动；在半导体存在外加电压情况下，载流⼦将做漂移运动。
3．n o p o =n i 2标志着半导体处于平衡状态，当半导体掺⼊的杂质含量改变时，乘积n o p o 改变否？不变；当温度变化时，n o p o 改变否？改变。
4．⾮平衡载流⼦通过复合作⽤⽽消失，⾮平衡载流⼦的平均⽣存时间叫做寿命τ，寿命τ与复合中⼼在禁带中的位置密切相关，对于强p 型和强n 型材料，⼩注⼊时寿命τn 为，寿命τp 为 .5．迁移率是反映载流⼦在电场作⽤下运动难易程度的物理量，扩散系数是反映有浓度梯度时载 qn n 0=µ ，称为爱因斯坦关系式。
6．半导体中的载流⼦主要受到两种散射，它们分别是电离杂质散射和晶格振动散射。
前者在电离施主或电离受主形成的库伦势场下起主要作⽤，后者在温度⾼下起主要作⽤。
7．半导体中浅能级杂质的主要作⽤是影响半导体中载流⼦浓度和导电类型；深能级杂质所起的主要作⽤对载流⼦进⾏复合作⽤。
8、有3个硅样品，其掺杂情况分别是：甲含铝1015cm -3 ⼄. 含硼和磷各1017 cm -3 丙含镓1017 cm -3 室温下，这些样品的电阻率由⾼到低的顺序是⼄甲丙。
样品的电⼦迁移率由⾼到低的顺序是甲丙⼄。
费⽶能级由⾼到低的顺序是⼄> 甲> 丙。
9．对n 型半导体，如果以E F 和E C 的相对位置作为衡量简并化与⾮简并化的标准，那么 T k E E F C 02>- 为⾮简并条件； T k E E F C 020≤-< 为弱简并条件； 0≤-F C E E 为简并条件。
10．当P-N 结施加反向偏压增⼤到某⼀数值时，反向电流密度突然开始迅速增⼤的现象称为 PN 结击穿，其种类为：雪崩击穿、和齐纳击穿（或隧道击穿）。
北工大半导体物理历年真题
历年真题第一章1、Si、GaAs半导体材料的导带底、价带顶分别在k空间什么位置？其晶体结构和解理面分别是什么？哪个是直接带隙,哪个是间接带隙？（2006）2、对于金刚石结构的硅Si和闪锌矿结构的砷化镓GaAs,在(111）晶面上，其原子面密度和面间距都是最大,为什么Si的解理面是（111)，而GaAs不是？（2007)3、半导体材料的禁带宽度Eg、N型半导体杂质激活能△Ed以及亲和势X分别表示半导体电子的什么状态特性？(2009年简答题7分)4、与真空电子运动相比,半导体中电子的运动有何不同?（2009年简答题7分）（1-9题63分,每小题7分(2010））Array 5、如图是一个半导体能带结构的E–k关系；1）哪个能带具有x方向更小的有效质量？2)考虑两个电子分别位于两个能带中的十字线处,哪个电子的速度更大些？6、写出硅（Si）和砷化镓(GaAs)的晶体结构、禁带宽度和解理面.?(2011年简答题6分）第二章3、高阻的本征半导体材料和高阻的高度补偿的半导体材料的区别是什么?(2006）• 1 深能级杂质和浅能级杂质概念（西交大)•1以硅为例，举例说明掺入浅能级和深能级杂质的目的和作用?（西电）• 2.什么是浅能级杂质?什么是深能级杂质?列举出半导体硅中各一种杂质元素的例子。
半导体中掺入这些杂质分别起什么作用? (2011）第三章•11、定性画出N型半导体样品，载流子浓度n随温度变化的曲线(全温区),讨论各段的物理意义，并标出本征激发随温度的曲线。
设该样品的掺杂浓度为ND。
比较两曲线，论述宽带隙半导体材料器件工作温度范围更宽。
（2006-20分）• ４、室温下,一N 型样品掺杂浓度为Nd ，全部电离。
当温度升高后,其费米能级如何变化？为什么？一本征半导体，其费米能级随温度升高如何变化？为什么？(2007）• 4、一块N 型半导体，随温度升高，载流子浓度如何变化?费米能级如何变化？（2009）• 7、定性说明掺杂半导体费米能级与掺杂浓度和温度的关系是怎样的？（2010）• 10、（20分）设某一种半导体材料室温下（300 K ）本征载流子浓度为1。
北京大学半导体物理期末考试真题及答案
33C F V F E E kT E E kT −≤−≤或装 订 线 内 请 勿 答 题4、俄歇复合 参考答案：电子与空穴复合的方式之一，属非辐射复合，其中没有光子的发射。
载流子从高能级向低能级跃迁，发生导带电子与价带空穴复合时，不是通过辐射光子或声子的方式释放能量，而是通过碰撞将多余的能量传递给另一个载流子，使这个载流子被激发到能量更高的能级上去。
然后，获得高能的载流子通过与晶格的连续散射方式（不断放出声子）逐渐释放其较高动能的过程。
带间俄歇复合在窄禁带半导体中及高温情况下起着重要作用，而与杂质和缺陷有关的俄歇复合过程，则常常是影响半导体发光器件发光效率的重要原因。
5、PN 结电容 参考答案：描述PN 结中存储电荷量随外加电压发生变化的物理量，定义为：T dQC dV=。
PN 结中具有电荷存储效应的因素包括：空间电荷耗尽区的耗尽电荷和外加偏压后的过剩少子注入，分别对应于空间电荷区势垒电容和过剩少子的扩散电容。
（1）势垒电容C TPN 结上外加电压的变化，导致势垒区的空间电荷数量随外加电压变化，这种电容效应称为势垒电容。
在耗尽层近似下，PN 结反向偏压下的势垒电容可以等效为一个平行板电容器的电容。
（2）扩散电容C DPN 结加正向偏压时，由于少子的注入，在扩散区内，都有一定数量的少子和等量的多子的积累，而且它们的浓度随正向偏压的变化而变化，从而形成了扩散电容：D Dp Dn C C +C =。
由于扩散电容随正向偏压按指数关系增加，所以在大的正向偏压时，扩散电容起主要作用。
二、（每题10分，共30分）1. 假设Si 半导体中N 型杂质的掺杂浓度为d N ，P 型杂质的掺杂浓度为a N ，请写出该半导体的电中性条件表达式；如果d a N N >，写出在热平衡和完全电离条件下，载流子（n 和p ）浓度的表达式。
参考答案：（1）电中性条件表达式a a d d n N p p N n +−=+−其中，N d 和P a 分别是没有电离的施主和受主浓度。
半导体物理期末试题
Semiconductor Physics[60 pts total, 6 pts each]1, Give out three examples of zinc blende structure semiconductor materials.2, Please write down the relation between effiective mass *m and ()E k.3, Please describe the role of phonons in the transiton of indirect bandgap materials.4, What is a donor level (describe with characters and figure)? What elements can be as donor impurities for Si.5, Please write down the Fermi distribution function and indicate the applicable case.K , Please describe the physical meaning of Fermi distribution function.6, At 07, Please tell us there are how many kinds of recombinations. What are they? And please figure them out.8, Please figure out the I-V curve of the tunneling diode and analyze it in d etail.9, Please draw a sketch of a metal and a semiconductor before contact. Work function, electron affinity, etc. Shoul d be indicated in the figure.10, Please draw the bandgap of an Ohmic contact which formed by metal-n type semiconductor.[40 pts total, 10 pts each]1, Assuming a is the lattice constant of one dimentional crystal. The bootom of the conduction band and top of the vallance band are222100()()3c ћk k ћk E k m m -=+,22221003()6v ћk ћk E k m m =- respectively. Where 0m is the mass of electrons, 112k a =,0.314a nm =.Please calculate (1) the band gap(2) effective mass of electrons at the bottom of the conduction band(3) effective mass of electrons at the top of the valance band(4) the quasi-momentum when electrons transit from the top of balance band bottom of conduction band.2, The bandgap of GaP 2.26g E eV =, dielectric constant is 11.1r ε=, the effective massof holes *00.86p m m =. Please cal culate(1) the ionizing energy of acceptor impurities(2) orbit radius of the hole ground state bounded by acceptor impurities3, For an n-type Si ,16310D N cm -=.14310n p cm -∆=∆= because of illumination. Please calculate the conductivities of dark and illumination.4, Let 153510D N cm -=⨯,17310A N cm -=. Please cal culate D V of the abrupt Ge p-njunction at room temperature.。
半导体物理学试题及答案
半导体物理学试题及答案半导体物理学试题及答案(一) 一、选择题1、如果半导体中电子浓度等于空穴浓度，则该半导体以( A )导电为主;如果半导体中电子浓度大于空穴浓度，则该半导体以( E )导电为主;如果半导体中电子浓度小于空穴浓度，则该半导体以( C )导电为主。
A、本征B、受主C、空穴D、施主E、电子2、受主杂质电离后向半导体提供( B )，施主杂质电离后向半导体提供( C )，本征激发向半导体提供( A )。
A、电子和空穴B、空穴C、电子3、电子是带( B )电的( E );空穴是带( A )电的( D )粒子。
A、正B、负C、零D、准粒子E、粒子4、当Au掺入Si中时，它是( B )能级，在半导体中起的是( D )的作用;当B掺入Si中时，它是( C )能级，在半导体中起的是( A )的作用。
A、受主B、深C、浅D、复合中心E、陷阱5、 MIS结构发生多子积累时，表面的导电类型与体材料的类型( A )。
A、相同B、不同C、无关6、杂质半导体中的载流子输运过程的散射机构中，当温度升高时，电离杂质散射的概率和晶格振动声子的散射概率的变化分别是( B )。
A、变大，变小 ;B、变小，变大;C、变小，变小;D、变大，变大。
7、砷有效的陷阱中心位置(B )A、靠近禁带中央B、靠近费米能级8、在热力学温度零度时，能量比EF小的量子态被电子占据的概率为( D )，当温度大于热力学温度零度时，能量比EF小的量子态被电子占据的概率为( A )。
A、大于1/2B、小于1/2C、等于1/2D、等于1E、等于09、如图所示的P型半导体MIS结构的C-V特性图中，AB段代表( A)，CD段代表( B )。
A、多子积累B、多子耗尽C、少子反型D、平带状态10、金属和半导体接触分为：( B )。
A、整流的肖特基接触和整流的欧姆接触B、整流的肖特基接触和非整流的欧姆接触C、非整流的肖特基接触和整流的欧姆接触D、非整流的肖特基接触和非整流的欧姆接触11、一块半导体材料，光照在材料中会产生非平衡载流子，若光照忽然停止t??后，其中非平衡载流子将衰减为原来的( A )。
半导体物理期末试卷
半导体期末试题可能用到的物理常数：电子电量q=1.602×10-19C，真空介电常数ε0=8.854×10-12F/m，室温（300K）的，SiO2相对介电常数=3.9，N C=2.8×1019cm-3，300K时，n i(GaAs)=1.1×107cm-3.一、多选题:在括号中填入正确答案（共30分，共19题，每空1分）受主是能增加（B）浓度的杂质原子，施主是能增加（A）浓度的杂质原子，A、电子B、空穴2.如果杂质在化合物半导体中既能作施主又能作受主的作用，则这种杂质称为（ B ）。
A、受主B、两性杂质C、施主3.对于掺杂浓度为N D的非简并半导体，0 K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 ）；A、N DB、n D+C、n iD、04.对于宽带隙的半导体，激发电子从价带进入导带需要更（A ）的能量，本征温度区的起始温度更（ A ）。
A、高 B. 低5.在一定温度下，非简并半导体的平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、适用E、不适用6.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型半导体中的非平衡载流子特指（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，低掺杂Si的载流子散射机制主要是（ B D ）。
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. 适用于（ B ）半导体。
A、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11. 在外加电场作用下，载流子的（C）运动是定向的。
半导体物理期末试题及答案
半导体物理期末试题及答案第一题：1. 请简述什么是半导体材料？并举例说明。
半导体材料是介于导体和绝缘体之间的材料，具有介于宽禁带和窄禁带之间的带隙能量。
在常温下，半导体材料既可以导电又可以绝缘。
它的导电性质可以通过控制掺杂来改变。
例如，纯净的硅元素是绝缘体，而掺杂的硅元素可以成为半导体材料。
第二题：2. 请解释什么是PN结？并简述其工作原理。
PN结是由P型半导体和N型半导体之间形成的结。
P型半导体中的杂质具有正电荷，被称为施主杂质；N型半导体中的杂质具有负电荷，被称为受主杂质。
PN结的形成是通过将P型半导体和N型半导体紧密接触，使得施主和受主杂质间发生电荷转移。
工作原理：在PN结中，由于施主杂质和受主杂质之间的电荷转移，使得PN结两侧形成了电场。
这个电场导致了电子从N区向P区漂移，同时空穴从P区向N区漂移。
这种漂移现象产生了空间电荷区，称为耗尽层。
在没有外加电压时，由于耗尽层的存在，PN结处于平衡状态。
当施加外加电压时，可以改变耗尽层的宽度。
正偏压（P极接正电，N极接负电）会使得耗尽层变窄，增加电流流过的机会，从而形成导通。
而负偏压（P极接负电，N极接正电）则会使得耗尽层变宽，阻止电流流过，从而形成截止。
第三题：3. 请解释什么是PN结的击穿电压？并说明几种常见的击穿方式。
PN结的击穿电压是指当施加外加电压达到某一临界值时，PN结内的电场强度足以克服材料的绝缘性，导致电流剧增的电压。
击穿电压是PN结失去绝缘特性的临界电压。
常见的击穿方式包括：- 穿越击穿：在高反向电压下，电子从PN结中的价带直接穿越到导带。
这种击穿一般发生在高纯度的材料中。
- 雪崩击穿：在高反向电压下，少数载流子加速并与相邻的原子碰撞，释放更多的载流子。
这种击穿一般发生在掺杂较多的材料中。
- 隧道击穿：在高反向电压下，载流子通过突破禁带形成隧道效应而穿越PN结。
这种击穿一般发生在材料的禁带很窄的情况下。
第四题：4. 请介绍几种常见的半导体器件，并简要说明其原理和应用。
《半导体物理学》期末考试试卷参考答案(A卷)-往届
赣 南 师 范 学 院第1页 共2页2010–2011学年第一学期期末考试参考答案（A 卷）开课学院：物电学院 课程名称：半导体物理学 考试形式：闭卷，所需时间：120分钟注意事项：1、教师出题时请勿超出边界虚线；2、学生答题前将密封线外的内容填写清楚，答题不得超出密封线；3、答题请用蓝、黑钢笔或圆珠笔。
一、填空题（共30分，每空1分） 1、 电子 空穴 电子 2、 替位式 间隙式 3、 01()1exp()Ff E E E k T=-+ 在热平衡状态下，电子在允许的量子态上如何分布0()F E E k TB f E e--= 前者受泡利不相容原理的限制4、 电子 空穴 00n p 电子-空穴对 n p = 多数 少数 多数 注入的非平衡多数载流子浓度比平衡时的多数载流子浓度小得多 少数 注入的非平衡少数载流子浓度比平衡时的少数载流子浓度大得多5、 电子在导带和价带之间的直接跃迁，引起电子和空穴的直接复合 电子和空穴通过禁带的能级（复合中心）进行复合 发射光子 发射声子 将能量给予其它载流子，增加它们的动能6、 半导体表面非平衡载流子浓度比内部高扩散 扩散 漂移 漂移二、选择题（共10分，每题2分） 1、A 2、B 3、D 4、C 5、B 三、计算题（共60分）一、1、解：（1）因为n p nq pq σμμ=+，又2i np n =，所以22i n p i n nq q n n σμμ=+≥=根据不等式的性质，当且仅当n nq μ＝2i p n q nμ时，上式取等。
解得：1/2()p i nn n μμ=，即此时电导率σ最小。
相应地，此时21/2()i n ipn p n nμμ==（2）对本征Ge ：13192()2.510 1.610(19003800)2.2810(/)i i n p n q S cm σμμ--=+ =⨯⨯⨯⨯+ =⨯在最小电导率条件下：min 1319((2(2.510)(1.610)/n p i n q n q n S cm σμμ--2=+ =2 =⨯⨯⨯⨯ =2.12⨯10()（3）当材料的电导率等于本征电导率时，有：00()n p i n p n q p q n q μμμμ+=+即：200()i n p i n p n n q q n q n μμμμ+=+整理得:2200()0n i n p ip n n n n μμμμ-++=解得:0nn =带入数据得：00()2i i n n n n ==舍或赣南师范学院考试卷（ A 卷 ）第2页 共2页∴1330 1.2510/2in n cm ==⨯ 213300510/i n p cm n ==⨯显然，此材料是p 型材料。
半导体物理北京化工大学期末考试试卷概论
一．填空 （30分）
1．T>0K时，电子占据费米能级的概率是 1/2 。 2．浅能级杂质在半导体中起 施主 或者起 受主
的作用；深能级杂质在半导体中起到 复合中心 或 者 陷阱 的作用。
3．对于能带极值在k=0，等能面为球面的情况，则导
带底附近能量E(k)与波矢k的关系为
2. 掺施主浓度ND=1015cm-3的n型硅，由于光的照射产生了非平衡载 流子n=p=1014cm-3。试计算这种情况下的准费米能级位置，并和
原来的费米能级作比较。（15分）
解：
强电离情况，载流子浓度
n n0 n 1015 1014 1.11015 / cm3
pp0p来自ni 2 ND1014
EV
k0T
ln( N A NV
)。
5．当P-N结施加反向偏压增大到某一数值时，反向电流
密度突然开始迅速增大的现象称为 p-n结击穿，其种
类为：雪崩击穿、 隧道击穿 和热电击穿。
6．当半导体中载流子浓度的分布不均匀时，载流子将 做 扩散 运动；在半导体存在外加电压情况下，载流 子将做 漂移运动。
二．简答题（40分）
2.试定性分析Si的电阻率与温度变化关系。（10分） 电离杂质散射: i Ni1T 3/2
声学波散射: s T 3/ 2
A段：温度很低，载流子由杂质电离产生， 但未完全电离，散射主要电离杂质散射， 迁移率随温度上升增大。 B段：杂质全部电离，载流子浓度基本不 变，但晶格振动散射起主要作用，迁移率 随温度升高而降低。 C段：本征激发成为主导因素，载流子浓 度迅速增大，而迁移率的变化影响不大。
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半导体物理试卷及答案
《 半导体物理 》课程考试试卷（ A ）开课二级学院：，考试时间： 年____月____日 时考试形式：闭卷√、开卷□，允许带 计算器 入场考生姓名： 学号： 专业： 班级：一、选择题（每小题2分，共10分） 1、室温下一硫化镉样品的可动载流子密度为16310cm -，迁移率为2100/cm Vs ，则此样品的电导率是 1()cm -Ω。
A ．16 B ．17 C ．18 D ．192、一块2cm 长的硅片，横截面是20.1cm ，用于测量电子迁移率。
已知掺杂浓度为15310D N cm -=，测得电阻值为90Ω，则其电子迁移率为 2/cm Vs 。
A ．1450 B ．550 C ．780 D ．1390 3、室温下，费米分布函数在F E 处的值为 A ．0 B ．0.5 C ．0.56 D ．1 4、对某块掺杂硅材料在整个温度范围内测量霍尔系数，结果均为0H R <，则该材料的导电类型为 A ．N 型 B ．P 型 C ．本征 D ．不确定 5、一个零偏压下的PN 结电容，每单位面积的耗尽层电容20.772/d C mF m =，硅的介电常数s ε为1211.88.8510/F m -⨯⨯，则耗尽层宽度是A ．135m μB ．125m μC ．135nmD ．125nm 二、判断题（每小题2分，共10分） 1、载流子的扩散运动产生漂移电流。
（ ） 2、简并化半导体的主要特点是掺杂浓度很低。
（ ） 3、SiC 是宽带隙的半导体材料。
（ ） 4、弗仑克尔缺陷是指空位和间隙原子成对出现的缺陷。
（ ） 5、对于窄禁带半导体材料，热电击穿是重要的击穿机制。
（）三、填空题（每空2分，共10分）1、有效的陷阱中心能级在附近。
n p= 。
2、一定温度下，非简并半导体的热平衡载流子浓度的乘积003、最初测出载流子有效质量的实验名称是。
4、金属半导体接触可分为两类，分别是和欧姆接触。
5、不含任何杂质和缺陷的理想半导体称为半导体。
半导体物理期末考试试卷及答案解析
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 半导体物理期末考试试卷及答案解析------------------------------装---------------------------------------------订----------------------------------------线----------------------------------------安徽大学 20 09—20 10 学年第一学期《半导体物理学》考试试卷（B 卷）（闭卷时间 120 分钟）题号一二三四五六七总分得分阅卷人学号答题勿超装订线姓名专业年级一、选择题（每小题 2 分，共 20 分）得分1. 本征半导体是指( )的半导体。
A. 不含杂质和缺陷B. 电子浓度和空穴浓度相等C. 电阻率高D. 电子浓度与本征载流子浓度相等2. 关于 Si 的能带特征，以下描述错误的是( )。
A. 导带底位于六个等效的<100>方向B. 价带顶位于布里渊区中心C. Si 是直接带隙半导体D. 导带底附件的等能面是旋转椭球面3. 导带底附件的状态密度为 gc (E) ，电子占据能级 E 的几率为 fB (E) ，则导带电子浓度为( )。
A. gc (E) fB ( E )B. gc (E) fB ( E ) dE4. 简并半导体是指( )的半导体。
Ec′∫ C. Ec gc (E)dE∫ ( ) Ec′D. Ec gc (E) fB E dEA. (Ec －EF)或(EF-Ev)≤0 B. (Ec－EF)或(EF-Ev)≥0C. 能使用玻尔兹曼近似计算载流子浓度D. 导带底和价带顶能容纳多个状态相同的电子5.1/ 14对于 n 型非简并半导体，在饱和区，电阻率随温度上升而增加，可能的原因是( )。
北工大半导体物理期末习题
半导体物理2009-2010 学年一、简答题1. Si和GaAs半导体晶体的解理面分别是什么？为何？一种半导体资料导带底Ec(k)附近和价带顶Ev(k)邻近表达式为，判断该半导体是直接带隙仍是间接带隙。
2. 什么是浅能级杂质？什么是深能级杂质？在半导体中各主要起什么作用？对于Si半导体资料各举出两种元素。
什么是本征半导体？什么是杂质半导体？表示画出N型样品电子浓度n随T变化曲线。
温度急剧高升后杂质半导体特征剖析变化。
跟着温度高升杂质半导体的导电模式发生改变，特征会像本征半导体，但不过是在导电方面像。
非米能级会向中间挪动，但不过靠近，不会抵达什么是载流子的均匀自由时间？什么是非均衡载流子的寿命？二者分别影响载流子的什么运动？漂移运动；扩散运动写出N型样品为例少子空穴的连续性方程，分别导出：1)不考虑漂移作用且忽视产生率的空穴变化方程消第三项2)不考虑漂移作用且忽视产生率的稳态扩散方程等号左侧为零3)不考虑漂移作用均匀稳态方程消第二项写出理想PN结电流-电压对于（J-V）公式。
实质I-V特征曲线偏离理想曲线要素有哪些？在对数坐标下，定性画出理想和实质I-V特征表示图。
6. 什么是PN结的势垒电容？定性说明混杂浓度对势垒电容有何影响。
混杂浓度越大，或许温度越高，势垒厚度就越小，则电容也就越大一个p-N异质结接触前能带图见图1。
画出均衡状态下能带图。
二、室温下，一个Si的N+P结，N区一侧混杂浓度为1017cm-3，P区为1015cm-3求该N+P结的接触电势差。
2)假如一个N+N结混杂浓度也分别为N+区一侧混杂浓度1017cm-3，N区为1015cm-3，求此时接触电势差。
三、一块N型半导体，组成理想的MOS构造1)当电压从正到负变化时，半导体一侧分别是什么状态？并画出电容C和电压V的C-V关系表示图。
怎样从该曲线得出氧化层的厚度和半导体一侧最大耗尽宽度？若氧化层中存在固定正电荷Qf，C-V曲线向哪边挪动？四、室温下，一块电阻率为Ω·cm的n型硅和一块电阻率为Ω·cm的p型硅。
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半导体物理2010-2011学年(2011.1.5)
一、简答题（8*6’=48’）
1.请填写下表中的数据：
解理面
材料晶格结构布拉伐格子直接/间接
带隙
Si
GaAs
2.什么是本征半导体？什么是杂质半导体？示意画出掺杂浓度为Nd的N型半导体样品电子浓度n和本征载流子浓度ni随T变化曲线。
3.“纯净的半导体中，掺入百万分之一的杂质，可以减小电阻率达1百万倍，”是估算说明之。
4.一块杂志补偿的半导体，受主杂质和施主杂质浓度相等。
设杂质全部电离，判断当杂质浓度分别为
(a) Na=Nd=1014cm-3(b) Na=Nd=1018cm-3 时，哪种情况的电导率大？简述分析理由。
5.什么是载流子的平均自由时间τ？有两块Si半导体材料1和2，其中τ1>τ2，迁移率哪个大？
如果同一块半导体中，有两种机理的平均自由时间τ1和τ2，其总迁移率如何确定？
6.写出以n型样品为例少子空穴的连续性方程。
由连续性方程写出：不考虑电场的作用、无产生、稳态载流子扩散方程；
7.什么是PN结的势垒电容？定性说明掺杂浓度对势垒电容有何影响。
8.一个p-N异质结接触前能带图见图1。
画出平衡状态下能带图。
电阻率为7Ω·cm的p型硅，T=300K。
⑴试计算室温时多数载流子和少子浓度（可查图）。
⑵计算该半导体的功函数。
⑶不考虑界面态，在金属铝（功函数W Al=4.20eV）和金属铂（功函数W Pi=5.3eV）中选择制备肖特基二极管的金属，给出选择理由。
⑷求金属一侧势垒高度的理论值qΦms和半导体一侧势垒高度qV D 。
三、(16’)
室温下，一个Si的N-P结，N区一侧掺杂浓度为1017cm-3，P区为1015cm-3
⑴求该N-P结的接触电势差。
⑵画出平衡PN结、正向偏置PN结、反向偏置PN结空间电荷区中及边界处的载流子分布示意图。
⑶根据正向和反向少子分布情况，解释PN结正向导通，反向截止的饱和特性。
⑷写出理想PN结电流-电压关系公式，在对数坐标下，定性画出理想和实际I-V特性示意图。
四、（15’）
一理想的MOS结构的高频测量的C-V曲线如图2.
（1）判断该结构中，半导体的导电类型。
（2）说明图中1,2,3,4,5点的半导体一侧的状态，并示意画出每点半导体一侧的能带形状，以及金属和半导体一侧的电荷分布。
任意论述一种能够测量下列半导体参数的实验方法和测量原理：半导体掺杂浓度、多子迁移率、少子迁移率、PN结理想因子m。
附录：
1.物理常数：
2.Si材料的性质（300K）：
3.Si材料电阻率随掺杂浓度变化。