研究生《高等半导体器件物理》试题
西安电子科技大学801半导体物理与器件物理基础考研真题两份(优质最新2020年和2019年
西安电子科技大学2020年硕士研究生招生考试初试试题考试科目代码及名称801半导体物理考试时间2019年12月22日下午(3小时)答题要求：所有答案(填空题按照标号写)必须写在答题纸上，写在试题上一律作废，准考证号写在指定位置!一、填空题(30分，每空1分)1、根据晶体对称性， Si的导带底在(1) 晶向上共有(2)个等价的能谷， Si的导带极小值位于(3) , Si 的导带电子有效质量是(4) 的。
2、有效质量各向异性时电导有效质量(me)l=(5) ,半导体Si的mi=0.98ma,m,=0.19ma 它的电导有效质量是(6) 。
3、半导体的导电能力会受到外界的(7) 、(8) 、(9) 和电场强度、磁场强度的影响而发生显著变化，半导体的电阻率通常在(10) 2 cm 范围内，4、室温下Si 的Nc=2.8×10/⁹cm³,如果Ep=Ec 为简并化条件，则发生简并时Si的导带电子浓度为. (11)c m³ (费米积分Fiz(O)=0.6); 室温下Ge 中掺P(4Ep=0.012eV), 若选取Ep=EckoT 为简并化条件，发生简并时电离杂质浓度占总杂质浓度的比例为(12) %。
5、根据杂质在半导体中所处位置，可将杂质分为. (13) 式杂质和(14) 式杂质；根据杂质在半导体中得失电子或空穴情况，可将杂质分为. (15) 和(16) 杂质；若将Au 掺入Ge 中可以引入(17) 个杂质能级，存在着(18) 种荷电状态；若将Au掺入Si中可以引入(19) 个杂质能级，这些能级都是有效的(20)6、一维情况下的空穴连续性方程是(21) ,其中方程等号左边项表示(22) ,方程等号右边第一项表示(23) ,等号右边第二和第三项表示(24), 等号右边第四项表示 (25) ,等号右边第五项表示(26) 。
稳态扩散方程只是连续性方程的一个特例，当连续性方程中的(27)= 0、(28)= 0、(29)= 0、(30)= 0时，就由连续性方程得到了稳态扩散方程。
《半导体物理学》试题与及答案
练习1-课后习题7
第二章 半导体中杂质和缺陷能级
锑化铟的禁带宽度E g = 0.18 e V ，相对介电常数 εr = 17 ，电子的 有效质量mn∗ = 0.015 m0， m 0为电子的惯性质量，求 ⅰ）施主杂质的电离能， ⅱ）施主的弱束缚电子基态轨道半径。
解：
练习2
第二章 半导体中杂质和缺陷能级
所以样品的电导率为： q(n0 n p0 p )
代入数据得，电导率为2.62 ×1013S/cm 所以，电场强度 E J 1.996103 mA / cm
作业-课后习题2
第四章 半导体的导电性
试计算本征Si 在室温时的电导率，设电子和空穴迁移率分别为1450cm2/V·S 和500cm2/V·S。当掺入百万分之一的As 后，设杂质全部电离，试计算其电 导率。比本征Si 的电导率增大了多少倍？（ni=1.5×1010cm-3; Si原子浓度为 =5.0×1022cm-3,假定掺杂后电子迁移率为900cm2/V·S)
m0为电子惯性质量，k1=1/2a; a=0.314nm。试求： （1）禁带宽度； （2）导带底电子有效质量； （3）价带顶电子有效质量； （4）价带顶电子跃迁到导带底时准动量的变化。
练习2-课后习题2
第一章 半导体中的电子状态
2.晶格常数为0.25nm的一维晶格，当外加102V/m和107V/m 的电 场时，试分别计算电子自能带底运动到能带顶所需的时间。
所以，300k时，
nT 300
(1.05 1019
5.7
1018 )
exp(
0.67 1.61019 21.381023 300)
1.961013cm3
77k时，
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, 迁移率为, 则此样品的电导率是。
A. 16B. 17C. 18D. 192.一块长的硅片, 横截面是, 用于测量电子迁移率。
已知掺杂浓度为, 测得电阻值为, 则其电子迁移率为。
A. 1450B. 550C. 780D. 13903.室温下, 费米分布函数在处的值为A. 0B. 0.5C. 0.56D. 14.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, 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, 硅的介电常数为, 则耗尽层宽度是A. B. C. D.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。
2.一定温度下, 非简并半导体的热平衡载流子浓度的乘积= 。
3.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。
四、名词解释（每小题4分, 共8分）1.耿氏效应2.准费米能级五、简答题（每小题8分, 共16分）1、解释什么是深能级杂质和浅能级杂质？硅中掺入的硼属于哪一种杂质？硅中掺入的金属于哪一种杂质, 起什么作用？2.简述费米分布函数和玻尔兹曼分布函数的区别。
六、计算：（共12分）假设在PN结的两侧有相同和均匀的掺杂, , 计算单位面积的非补偿施Array主离子的数量。
半导体物理考研题库
半导体物理考研题库半导体物理是电子科学与技术领域中的一个重要分支，它涉及到半导体材料的物理特性和电子器件的工作原理。
考研题库通常包含各种类型的题目，如选择题、填空题、简答题、计算题和论述题等。
以下是一些可能包含在半导体物理考研题库中的问题示例：1. 简述半导体材料的基本特性。
半导体材料具有介于导体和绝缘体之间的电导率，其电导率可以通过掺杂、温度变化等方式进行调控。
半导体材料的导电性主要依赖于价带电子的激发到导带。
2. 解释PN结的工作原理。
PN结是半导体中的基本结构，由P型半导体和N型半导体接触形成。
在PN结中，P型材料的空穴和N型材料的电子会相互扩散，形成耗尽区，耗尽区内没有自由载流子，因此电阻较高。
3. 计算题：给定一个硅二极管的正向偏置电压为0.7V，求其正向电流。
假设二极管的正向电流-电压特性遵循理想二极管方程：\[ I =I_0 (e^{qV/nkT} - 1) \]其中，\( I_0 \) 是反向饱和电流，\( q \) 是电子电荷，\( V \) 是电压，\( n \) 是理想因子（通常取1），\( k \) 是玻尔兹曼常数，\( T \) 是绝对温度。
4. 论述题：为什么说MOSFET是现代集成电路中最重要的器件之一？MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）因其高开关速度、低功耗和高集成度等优点，成为现代集成电路中不可或缺的基本元件。
它在数字逻辑电路、模拟电路和射频电路中都有广泛应用。
5. 填空题：在半导体中，电子从价带跃迁到导带的过程称为______。
答案：激发。
6. 选择题：以下哪种材料不适合用作半导体材料？A. 硅B. 锗C. 铜D. 碳化硅7. 计算题：一个PN结二极管在反向偏置时，其耗尽区宽度为W，求耗尽区的电场强度。
耗尽区的电场强度可以通过空间电荷区的电荷密度和介电常数来计算。
电场强度 \( E \) 与耗尽区宽度 \( W \) 的关系为：\[ E =\frac{qN_A}{\varepsilon_s W} \]其中，\( N_A \) 是掺杂浓度，\( \varepsilon_s \) 是半导体材料的介电常数。
高级半导体试题及答案
高级半导体试题及答案一、选择题（每题2分，共10分）1. 下列哪种材料通常被用来制作半导体器件？A. 石英B. 玻璃C. 硅D. 木材答案：C2. 半导体的导电性介于哪种两种材料之间？A. 金属和绝缘体B. 金属和超导体C. 绝缘体和超导体D. 金属和塑料答案：A3. 下列哪个效应是半导体特有的？A. 光电效应B. 霍尔效应C. 热电效应D. 所有选项答案：D4. PN结的正向偏置是指：A. P区接正电，N区接负电B. P区接负电，N区接正电C. P区和N区都接正电D. P区和N区都接负电答案：A5. 下列哪种器件不是半导体器件？A. 二极管B. 三极管C. 电容器D. 场效应管答案：C二、填空题（每题2分，共10分）1. 半导体材料的导电性可以通过改变其________来控制。
答案：掺杂2. 半导体器件中的PN结在正向偏置时，其导电性会________。
答案：增加3. 在半导体中，电子的流动被称为________。
答案：电子电流4. 半导体器件的制造过程中，通常需要进行________工艺。
答案：光刻5. 半导体材料的能带结构中，价带和导带之间的能量差称为________。
答案：能隙三、简答题（每题5分，共20分）1. 简述半导体材料的掺杂过程及其对导电性的影响。
答案：半导体材料的掺杂过程是指在纯净的半导体材料中有意地掺入少量的杂质原子，这些杂质原子可以是五价元素（如磷、砷）或三价元素（如硼、铝）。
掺入五价元素时，会形成n型半导体，因为每个杂质原子会提供一个额外的自由电子，从而增加材料的电子浓度；掺入三价元素时，会形成p型半导体，因为每个杂质原子会缺少一个电子，形成空穴，从而增加材料的空穴浓度。
掺杂过程显著提高了半导体的导电性。
2. 解释什么是PN结，并说明其在电子器件中的作用。
答案：PN结是由P型半导体和N型半导体紧密接触形成的结构。
在PN结中，P区的空穴和N区的电子会相互扩散，形成一个耗尽区，该区域的载流子浓度非常低，因此具有很高的电阻。
半导体器件物理考试试卷2套
1稳态2肖特基势垒（要知道英文名）3受激辐射4自发辐射5非平衡状态6厄雷效应7 热电子8空穴9直接复合和间接复合问答题1什么是欧姆接触2激光器激射的条件论述题1、pn结的单向导通性（正向反向？？？）2、led的外量子效率受什么影响，如何提高？3、双极性晶体管的放大原理4、MOS和MES的区别5、异质结的应用推导题1 推导平衡状态的费米能级处处相等2光电探测器的外量子效率受什么影响稳态：半导体内载流子浓度不随时间变化而变化。
肖特基势垒：Schottky barrrier指一具有大的势垒高度（即金属与半导体功函数之差远大于KT）以及掺杂浓度比导带或价带上态密度低的金属—半导体接触。
受激辐射：一能量为ｈν光子撞击原本处于激态的原子，此原子被激发后转移到基态，并且放出一个与入射辐射相位相同、能量相同的光子，这个过程称为受激辐射。
自发辐射：处于激发态的原子很不稳定，经过短暂的时间后，在不受外来的激发情况下，它就会跳回基态，并放出一个光子，这个过程称为自发辐射。
非平衡状态：空穴与电子浓度之积大于热平衡载流子浓度的平方时，半导体处于非平衡状态。
Early效应：当集电极与基极间的反向偏压增加时（即V EC增大时），基区宽度减少，导致基区中的少数载流子浓度梯度增加，扩散电流随之增加，因此β0也增加。
这种随着V EC增大β0也增大从而导致BJT为非线性放大的效应称为Early效应。
热电子：真空能级以上的电子称为热电子。
空穴：电子挣脱化学键的束缚后留下来的空的键位，或者原子中空的量子状态，称为空穴，其有效质量为正。
直接复合和间接复合：电子直接由导带跃迁到价带从而发生非平衡载流子的复合，该复合称为直接复合。
若非平衡载流子是通过复合中心进行的复合，则该复合称为间接复合。
1稳态2肖特基势垒（要知道英文名）3受激辐射4自发辐射5非平衡状态6厄雷效应7 热电子8空穴9直接复合和间接复合问答题欧姆接触：相对于半导体器件总电阻而言，其接触电阻可以忽略的金属—半导体接触，称为欧姆接触。
中国科学院大学硕士学位研究生入学统一考试试题：半导体物理
中国科学院大学2020年招收攻读硕士学位研究生入学统一考试试题科目名称：半导体物理考生须知：1．本试卷满分为150分，全部考试时间总计180分钟。
2．所有答案必须写在答题纸上，写在试题纸上或草稿纸上一律无效。
3．可以使用无字典存储和编程功能的电子计算器。
一、（共50分，每题5分）解释下列名词或概念1. 等同的能谷间散射2. 杂质电离能3. 理想MIS 结构的平带状态4. 准费米能级5. pn 结扩散电容6. 价带的有效状态密度7. 表面复合速度 8. 自由载流子吸收9. 费米分布函数 10. 半导体的汤姆逊效应二、（共20分，每题10分）简答题1. 简述理想MIS 结构的高频C-V 特性（以p 型半导体为例）。
2. 1963年，Gunn 发现，给n 型GaAs 两端电极加以电压使得GaAs 内电场超过3⨯103V/cm 时，电流便会以很高的频率振荡，这个效应称为耿氏效应（Gunn effect ）。
1964年Koremer 指出，这与微分负阻理论一致。
请结合GaAs 的能带结构，简述GaAs 在高场下出现负阻效应的原因。
三、（20分）某正方结构二维晶体，晶格常数为a 。
与原子能级i ε对应的能带具有色散关系：)cos (cos 2),(10a k a k J J k k E y x i y x +++=ε，J 0和J 1为小于零的常数。
(1) 该二维晶体的倒格子是什么结构？给出第一布里渊区k 的取值范围。
(2) 画出第一布里渊区内沿[1,1]方向，电子有效质量随波矢k 的变化关系曲线m e *(k )。
(3) 设该能带为满带，在能带底处去除一个电子，形成一个空穴，计算倒空间中沿[1,1]方向的空穴的有效质量和运动速度。
四、（20分）掺硼的非简并p型硅中含有一定浓度的铟，在室温（300K）下，测得电阻率ρ＝2.84Ω·cm。
已知所掺硼浓度为N A1＝1016cm-3，硼的电离能ΔE A1＝E A1－E V＝0.045eV，铟的电离能ΔE A2＝E A2－E V＝0.16eV。
浙 江 理 工 大 学 二O一二年硕士学位研究生招生入学考试试题半导体物理
浙江理工大学二O一二年硕士学位研究生招生入学考试试题考试科目：半导体物理代码：928 （请考生在答题纸上答题，在此试题纸上答题无效）一、不定项选择题（30分，3分*10）1.具有闪锌矿结构的半导体材料为（）A、SiB、GeC、GaAsD、ZnO2.高纯度半导体就是（）A、对光透明的宽禁带半导体B、电阻率很高的补偿半导体C、温度很低的半导体D、杂质、缺陷浓度很低的半导体3.那些跃迁可能导致半导体发光（）A、本征跃迁B、带-杂质能级间辐射C、施主-受主对D、激子复合4.利用吸收光谱可以获得半导体材料的那些信息（）A、跃迁机制B、禁带宽度C、声子能量D、杂质能级5.PP+和NN+结为浅结，它们常用于（）A、小信号整流B、欧姆接触C、可变电容D、稳压二极管6.测知某半导体的霍尔系数随温度升高由正值变为零然后变为负值，则该半导体可能是（）A、纯净半导体B、p型半导体C、n型半导体D、以上三种都可能7.光电导指（）A、光在介质传播时的电导B、光在半导体材料中的传播速度C、光照引起的电导率变化D、光照产生激子引起的电导率增加8.非平衡载流子就是（）A、处于导带还未与价带空穴复合的电子B、不稳定的电子空穴对C、不停运动着的载流子D、偏离热平衡状态的载流子9.pn结击穿指（）A、反向电压随电流增加迅速增加B、正向电流随反向电压增加迅速增加C、正向电压随电流增加迅速增加D、反向电流随反向电压增加迅速增加10.有关隧道二极管的正向I-V特性及其应用正确的是（）A、I-V特性基本与普通pn结相同B、I-V曲线上存在一个负阻区C、可以做整流二极管用D、可用于高频振荡二、名词解释（45分，9分*5）1.硅的晶体结构，给出其晶体结构简图2.半导体的直接能带结构与间接能带结构3.简并半导体4.有效质量的物理意义5.霍尔效应及其主要应用三、问答题（10分*4）1.金属与n型半导体接触的能带结构图（假设金属的功函数大于半导体的功函数，在图中标出势垒、费米能级、导带及价带2.半导体中载流子的主要散射机构及其与温度的关系3.非简并半导体中电阻率随温度的变化趋势并解释原因4.p-n结击穿的概念，击穿机制的种类及不同击穿机制的原理。
2021考研华中科技大学901半导体物理真题完美回忆版
2021考研华中科技大学901半导体物理真题完美回忆版华中科技大学2021考研901半导体物理真题一.名词解释4*5’1.共计化运动2.自旋半导体3半导体的霍尔效应4.半导体的塞贝克效应二．填空题10题每题两觑每空一分（都就是书上原话，但两个觑就是半导体器件的科学知识）1.回旋共振一般是在（低温）下进行，回旋频率等于（共振频率）。
2.硅锗就是（金刚石）型晶格结构，砷化镓就是（闪锌矿）型晶格结构3.杂质分为间隙式和（替位）式。
缺陷分为（点）缺陷，线缺陷，面缺陷4.散射非为（电离杂质散射）和（晶格振动散射）。
5.（迁移率）就是载流子（电子和空穴）在单位电场促进作用下的平均值漂移速度，（扩散系数）就是沿蔓延方向，在单位时间每单位浓度梯度的条件下，横向通过单位面积所蔓延某物质的质量或摩尔数。
6.异质结通过（导电类型）的不同分为同型异质结和异型异质结，又通过（）分为ⅰ型和ⅱ型。
---（第二个空课本上没有，我也不知道填什么）7.频率对pn结性能存有非常大影响是因为pn砂藓（结电容），其中又分成（势垒电容）和扩散电容。
8.肖特基势垒二极管与pn结相比有更（大）的js,与更（低）的正向导通电压。
9.单异质结激光器有更（）的禁带宽度，和更（）的折射率。
---（这个真不会）10.mos型场效应管不需加电压就能形成沟道的是（）型，需要加偏置电压才能形成沟道的是（）型。
（这是半导体器件物理里面的知识，应该填增强型和耗尽型）三．作图题5*10’1.画出绝缘体，半导体，导体能带图，并作简要说明。
2.图画出来n型硅半导体电阻率与温度关系曲线，谢泽生详细表明。
3.金半接触的肖特基模型中n型阻挡层的形成条件是什么，画出其平衡能带图。
4.画出隧道pn结的伏安特性曲线，说明其负阻的原因。
5.图画出来p型半导体在理想mis结构下，少子反型状态能带图与电荷分布。
四．简答题3*10’1.表述无机中心与陷阱中心的联系与区别，详尽表明。
2.详尽表明pn结雪崩打穿与隧道打穿的打穿机理。
半导体物理试卷解答
物理学院《半导体物理》试卷一、名词解释（3’Ｘ10）1空穴：价带顶电子激发到导带底后带顶附近出现的空的量子态称为空穴。
波矢k态未被电子占据时，其它所有价带电子的导电行为，等效于一个带正电荷e，具有正有效质量m p 的准粒子的导电行为。
2间接带隙半导体：导带底与价带顶在不同k方向。
或间接带隙半导体材料导带最小值（导带底）和价带最大值（价带顶）在k空间中不同位置。
3. 施主杂质、施主能级：解：施主杂质：Ⅴ族原子向晶体提供多余不配对电子（电子可动），并同时成为带正电离子（不可动正电中心）的杂质。
或是在硅中掺入V族元素杂质（如磷P，砷As，锑Sb等）后，这些V族杂质替代了一部分硅原子的位置，但由于它们的外层有5个价电子，其中4个与周围硅原子形成共价键，多余的一个价电子便成了可以导电的自由电子，这样一个V族杂质原子可以向半导体硅提供一个自由电子而本身成为带正电的离子，把这种杂质称为施主杂质；若在硅中掺入III族元素杂质，（如硼B，铝Al，镓Ga，铟In等），这些III族杂质原子在晶体中替代了一部分硅原子的位置，由于它们的最外层只有3个价电子，在与硅原子形成共价键时产生一个空穴，这样一个III族杂质原子可以向半导体硅提供一个空穴，而本身接受一个电子成为带负电的离子，把这种杂质称为受主杂质。
4缺陷能级杂质能级解：实际半导体材料晶格中，存在着偏离理想情况的各种现象。
(1) 原子并不是静止在具有严格周期性的晶格的格点位置上，而是在其平衡位置附近振动；(2)半导体材料并不是纯净的，而且含有若干杂质，即在半导体晶格存在着与组成半导体材料的元素不同的其它化学元素的原子；(3)实际的半导体晶格结构并不是完整无缺的，而存在着各种形式的缺陷。
（a）点缺陷，如空位，间隙原子；（b）线缺陷，如位错；（c）面缺陷，如层错，多晶体中的晶粒间界等。
由于杂质和缺陷的存在，会使严格按周期性排列的原于所产生的周期性势场受到破坏，有可能在禁带中引入允许电子具有的能量状态（即能级）--------杂质能级、缺陷能级。
半导体器件物理II-试卷以及答案
西安电子科技大学考试时间120 分钟《半导体物理2》试题考试形式：闭卷；考试日期：年月日本试卷共二大题，满分100分。
班级学号姓名任课教师一、问答题（80分）1.什么是N型半导体？什么是P型半导体？如何获得？答：①依靠导带电子导电的半导体叫N型半导体，主要通过掺诸如P、Sb等施主杂质获得；②依靠价带空穴导电的半导体叫P型半导体，主要通过掺诸如B、In等受主杂质获得；③掺杂方式主要有扩散和离子注入两种；经杂质补偿半导体的导电类型取决于其掺杂浓度高者。
2.简述晶体管的直流工作原理（以NPN晶体管为例）答：根据晶体管的两个PN结的偏置情况晶体管可工作在正向放大、饱和、截止和反向放大模式。
实际运用中主要是正向放大模式，此时发射结正偏，集电结反偏，以NPN晶体管为例说明载流子运动过程；①射区向基区注入电子；正偏的发射结上以多子扩散为主，发射区向基区注入电子，基区向发射区注入空穴，电子流远大于空穴流；②基区中自由电子边扩散边复合。
电子注入基区后成为非平衡少子，故存在载流子复合，但因基区很薄且不是重掺杂，所以大部分电子能到达集电结边缘；③集电区收集自由电子：由于集电结反偏，从而将基区扩散来的电子扫入集电区形成电子电流，另外还存在反向饱和电流，主要由集电区空穴组成，但很小，可以忽略。
第1页共6页3.简述MOS场效应管的工作特性（以N沟增强型MOS为例）答：把MOS管的源漏和衬底接地，在栅极上加一足够高的正电压，从静电学的观点来看，这一正的栅极电压将要排斥栅下的P 型衬底中的可动的空穴电荷而吸引电子。
电子在表面聚集到一定浓度时，栅下的P 型层将变成N 型层，即呈现反型。
N 反型层与源漏两端的N 型扩散层连通，就形成以电子为载流子的导电沟道。
如果漏源之间有电位差，将有电流流过。
而且外加在栅极上的正电压越高，沟道区的电子浓度也越高，导电情况也越好。
如果加在栅极上的正电压比较小，不足以引起沟道区反型，则器件仍处在不导通状态。
2013年硕士研究生北大考研半导体物理真题
2013年硕士研究生考试北大半导体物理真题一、名词解释1.空穴2.准费米能级3.有效质量4.齐纳（隧道）击穿5.欧姆接触6.异质结二、固体通常是以化学键方式将原子（或离子）结合在一起的，简述Si半导体化学键的特征，试讨论Si在单晶、多晶和非晶态时的化学键的结构和差别。
三、已知在半导体Si中同时掺杂入了浓度分别为N D和N A的施主和受主杂质（N D＞N A），写出该半导体的电中性条件，分别讨论低温弱电离和高温本征电离情形的费米能级及其温度依赖关系。
四、假设在M/S结构中，金属的功函数为φm半导体亲和势为χ，N型掺杂浓度为N D，相应的功函数为φs，其中φm＞φs。
1）画出理想M/S结构在平衡与正向偏置时的能带图。
2）假设金属/半导体界面存在界面态，所形成的电子肖特基势垒被钉扎在φB，在耗尽近似条件下求解半导体内的电势分布表达式。
（假设坐标x的原点在M/S界面，半导体体内中性区为电势参考点）五、已知在间接禁带半导体Si半导体中掺入了复合中心杂质A，该杂质所引入的复合中心能级E At在禁带中本征费米能级E i1以上（E At＞E i1）。
1）假设该半导体中存在过剩载流子，分析过剩载流子的复合过程。
2）如果用光谱仪检测该半导体的复合过程，可检测到发射光谱频率分别是多少。
3）如果在半导体为直接禁带半导体GaAs中掺入复合中心杂质B，该杂质所引入的复合中心能级E Bt在GaAs本征费米能级E i2以上，分析其发射光谱特征。
六、设nMOS（p-Si衬底）结构的栅氧化层厚度为t ox，氧化层的介电常数为εox，金属栅和半导体功函数相同，即φm=φs，Si的费米势φF=（E i-E F）/q，其中E F和E i分别为Si的费米能级和本征费米能级。
Si与氧化层界面存在界面态，假设界面态呈均匀分布，E i以下为类施主界面态。
1）画出该MOS结构的准静态C-V特性曲线并与理想曲线进行比较。
2）给出平带电压V FB的表达式，示意画出平带时的能带图。
(完整版)半导体器件物理试题库.docx
西安邮电大学微电子学系商世广半导体器件试题库常用单位：在室温（ T = 300K ）时，硅本征载流子的浓度为n i = 1.510×10/cm3电荷的电量 q= 1.6 ×10-19Cn2/V sp2/V s μ=1350 cmμ=500 cmε0×10-12F/m=8.854一、半导体物理基础部分（一）名词解释题杂质补偿：半导体内同时含有施主杂质和受主杂质时，施主和受主在导电性能上有互相抵消的作用，通常称为杂质的补偿作用。
非平衡载流子：半导体处于非平衡态时，附加的产生率使载流子浓度超过热平衡载流子浓度，额外产生的这部分载流子就是非平衡载流子。
迁移率：载流子在单位外电场作用下运动能力的强弱标志，即单位电场下的漂移速度。
晶向：晶面：（二）填空题1．根据半导体材料内部原子排列的有序程度，可将固体材料分为、多晶和三种。
2．根据杂质原子在半导体晶格中所处位置，可分为杂质和杂质两种。
3．点缺陷主要分为、和反肖特基缺陷。
4．线缺陷，也称位错，包括、两种。
5．根据能带理论，当半导体获得电子时，能带向弯曲，获得空穴时，能带向弯曲。
6．能向半导体基体提供电子的杂质称为杂质；能向半导体基体提供空穴的杂质称为杂质。
7．对于 N 型半导体，根据导带低E C和 E F的相对位置，半导体可分为、弱简并和三种。
8．载流子产生定向运动形成电流的两大动力是、。
9．在 Si-SiO 2系统中，存在、固定电荷、和辐射电离缺陷 4 种基本形式的电荷或能态。
10．对于N 型半导体，当掺杂浓度提高时，费米能级分别向移动；对于P 型半导体，当温度升高时，费米能级向移动。
（三）简答题1．什么是有效质量，引入有效质量的意义何在？有效质量与惯性质量的区别是什么？2．说明元素半导体Si 、 Ge中主要掺杂杂质及其作用？3．说明费米分布函数和玻耳兹曼分布函数的实用范围？4．什么是杂质的补偿，补偿的意义是什么？（四）问答题1．说明为什么不同的半导体材料制成的半导体器件或集成电路其最高工作温度各不相同？要获得在较高温度下能够正常工作的半导体器件的主要途径是什么？（五）计算题1．金刚石结构晶胞的晶格常数为a，计算晶面（ 100）、（ 110）的面间距和原子面密度。
半导体器件物理性能分析考核试卷
3. ABCD
4. ABC
5. ABCD
6. ABC
7. ABC
8. ABCD
9. ABD
10. ABC
11. ABC
12. ABCD
13. ABCD
14. ABCD
15. ABCD
16. ABCD
17. ABC
18. ABC
19. ABCD
20. AC
三、填空题
1.禁带宽度
2.空穴、电子
A.材料的禁带宽度
B.表面反射率
C.光照强度
D.电池面积
( )
7.以下哪些是场效应晶体管的优点？
A.输入阻抗高
B.开关速度快
C.热稳定性好
D.输出电流大
( )
8.下列哪些因素会影响LED的亮度？
A.电流大小
B.材料的发光效率
C.封装材料
D.环境温度
( )
9.关于JFET和双极型晶体管的描述，下列哪些是正确的？
A. JFET是N沟道或P沟道器件
B. MOSFET有一个绝缘层隔离的栅极
C. JFET的漏电流随温度升高而减少
D. MOSFET的阈值电压通常比JFET低
( )
8.在双极型晶体管中，当处于放大区时，集电极电流与基极电流的关系是？
A.集电极电流大于基极电流
B.集电极电流小于基极电流
C.集电极电流等于基极电流
4.太阳能电池通过光生伏特效应将光能转化为电能。影响转换效率的关键因素包括材料的禁带宽度、光照强度、表面反射率、电池的结构和温度等。
2.沟道调制效应是指当MOSFET中的沟道长度减小时，源漏电场增强，导致载流子迁移率下降，沟道长度越短，效应越明显。这会导致器件的阈值电压和亚阈值摆幅变化，影响开关速度和功耗。
2003年研究生入学考试试题半导体物理与器件
一． 简单回答：（20分） 1． 在原子间距为 a 的一维单原子晶格中，波矢 q=1/4(2π/a)，和 q=1/4(2π/a)+2π/a 的两种格波所描述的原子振动的情况有何 异同？ 2． 含施主浓度为 Nd=210cm,受主浓度为 Na=210×cm 的硅样品,温度 为 300K 和温度为 500K 时该样品的载流子浓度各是多少？
的晶格振动的独立波矢数都为 4 ○ 有 ；其中有 8 ○ 5 ○ 类横波，有
；晶格振动的总的格波数都是 7 类纵波，有 ○ 支声学波，
支光学波。
2、某一维半导体晶体价带顶附近的电子能量，在国际单位制中可 表示为 E（k）=E0-10 ，现将其中一波矢 k=10 cm 的电子移走，则此 电子留下的空穴能量为 速度为 4 ○ 、准动量为 1 、有效质量为 ○ 5 。 ○ 2 ○ 、波矢为 3 ○ 、
在有一个受主浓度为 Na 的 P 型半导体：
1．
在表面空间电荷区为积累层、耗尽层、反型层三种情况 下，分别画出能带图（必须画出费米能级和本征费米能 级） ：
2．
已知强反型层开始出现的条件是：表面触地少子浓度等 于体内的多子浓度。画出开始出现强反型层时的能带 图，证明开始出现强反型层时，表面势 Vs = 2 φ f 。这里
，试由
τ =τ p
n0 + n1 p + p1 +τ n 0 n0 + p0 n0 + p0 验证上述关系：并说明激活能
Ec − Ei kT
∆ E 的物理意义。 （式中 n1 = N c e
, p1 = N v e
Ei − Ec kT
）
四． （ 15 分）两种载流子同时起作用，半导体的霍尔系数为：
半导体器件物理试卷及答案2套
《半导体器件物理》试卷（一）一、填空（共32分，每空2分）1、PN结电容可分为和两种，它们之间的主要区别。
2、当MOSFET器件尺寸缩小时会对其阈值电压VT产生影响，具体地，对于短沟道器件对VT的影响为，对于窄沟道器件对VT的影响为。
3、在NPN型BJT中其集电极电流IC受电压控制，其基极电流IB受电压控制。
4、硅-绝缘体SOI器件可用标准的MOS工艺制备，该类器件显著的优点是。
5、PN结击穿的机制主要有等几种，其中发生雪崩击穿的条件为。
6、当MOSFET进入饱和区之后，漏电流发生不饱和现象，其中主要的原因有，和。
二、简述（共18分，每小题6分）1、Early电压V A。
2、截止频率f T。
3、耗尽层宽度W。
三、分析（共20分，每小题10分）1、对于PNP型BJT工作在正向有源区时载流子的输运情况；2、热平衡时突变PN结的能带图、电场分布，以及反向偏置后的能带图和相应的I-V特性曲线。
（每个图2分）四、计算推导（共30分，每小题15分）1、MOSFET工作在非饱和区时的Sah方程推导，并求解跨导g m和沟道电导g D，说明提高gm的具体措施；（每步2分，电导计算4分，措施3分）2、在NPN双极型晶体管正向有源区工作时，，，试求该器件正向电流增益，并说明提高的几种途径。
其中，，。
（计算推导9分，措施6分）《半导体器件物理》试卷（二）一、填空（共24分，每空2分）1、PN结电击穿的产生机构两种；2、双极型晶体管中重掺杂发射区目的；3、晶体管特征频率定义；4、P沟道耗尽型MOSFET阈值电压符号；5、MOS管饱和区漏极电流不饱和原因；6、BV CEO含义；7、MOSFET短沟道效应种类；8、扩散电容与过渡区电容区别。
二、简述（共20分，每小题5分）1、内建电场；2、发射极电流集边效应；3、MOSFET本征电容；4、截止频率。
三、论述（共24分，每小题8分）1、如何提高晶体管的开关速度？2、BJT共基极与共射极输出特性曲线的比较。
哈尔滨工业大学硕士研究生考试06半导体物理真题
哈尔滨工业大学第 1 页
共 1 页二○○六年硕士研究生考试试题（回忆要点）
考试科目：半导体物理报考专业：微电子学与固体电子学
考试科目代码：[ 406 ]
考生注意：答案务必写在答题纸上，并标明题号.答在试题上无效.
一. 解释下列名词或概念:
1.状态密度 6. 光电导增益
2.直接复合与间接复合 7. 准费米能级
3.受主杂质与施主杂质 8. 本征吸收
4.热载流子 9. 光电子发射效率(内部,外部)
5.光电导敏度
二．分别化出硅、锗和砷化镓的能带结构、并指出各自的特点
三．简述半导体的散射机制。
四．以下p型和mos结构为例,说明的能测得的c-v特性曲线,如果有Na+影响又如何?如何测定平带电压以及如何用实验的方法求出SiO2层中Na+密度。
五．连续性方程。
（《半导体物理》刘秉升课本例题）。
半导体考研试卷真题
半导体考研试卷真题一、选择题（每题2分，共20分）1. 半导体材料中，电子和空穴的浓度主要取决于（）A. 温度B. 掺杂元素C. 晶格结构D. 电子的迁移率2. PN结在正向偏置时，其导电机制是（）A. 电子和空穴的扩散B. 电子的漂移C. 空穴的漂移D. 电子和空穴的复合3. 下列哪个参数是描述半导体材料导电性能的指标？（）A. 载流子浓度B. 晶格常数C. 晶格缺陷D. 晶格振动4. 半导体器件中，MOSFET的工作原理是基于（）A. 电子的漂移B. 电子的扩散C. 量子隧穿效应D. 载流子的迁移率5. 在半导体器件设计中，通常采用什么方法来减小PN结的电容效应？（）A. 增加掺杂浓度B. 减少掺杂浓度C. 增加PN结的面积D. 减小PN结的面积6. 半导体的能带结构中，价带和导带之间的能量差称为（）A. 费米能级B. 禁带宽度C. 载流子浓度D. 电子亲和能7. 半导体激光器的工作原理是基于（）A. 电子的漂移B. 电子的扩散C. 电子和空穴的复合D. 电子的量子隧穿8. 在半导体器件中，温度升高时，PN结的正向偏置电压将（）A. 增大B. 减小C. 保持不变D. 先增大后减小9. 下列哪个因素会影响半导体材料的载流子寿命？（）A. 温度B. 掺杂浓度C. 晶格缺陷D. 所有上述因素10. 半导体器件的可靠性测试中，通常采用哪种方法来加速器件老化？（）A. 增加工作电压B. 增加工作温度C. 增加工作频率D. 增加工作电流二、简答题（每题10分，共30分）1. 简述半导体材料的导电机制，并解释为什么半导体的导电性能可以通过掺杂来调控。
2. 解释什么是PN结，并描述PN结在正向偏置和反向偏置时的物理现象。
3. 说明MOSFET的工作原理，并简述其在集成电路设计中的应用。
三、计算题（每题25分，共50分）1. 假设一个PN结的正向偏置电压为0.7V，求在室温下（T=300K）的扩散电流和漂移电流。
1996年天津大学硕士研究生入学考试半导体物理学试题
1996年天津大学硕士研究生入学考试半导体物理学试题一．（20分）1.证明 （1）：自由电子速度为 V=h 1dkdE（2）：在外力作用下，晶体中电子有效质量为mn*=h1kE dd 22式中：E 为电子能量，k 为电子波矢量，h 为普朗克常数2. 试述引进mn*的物理意义。
mn*能否为负值？为什么？晶体中内外层电子在外力作用下获得的加速度有何差别？二（15分）①假设一杂质半导体，当考虑有杂质电离，本征激发，电离杂质散射及晶格散射等因素时，画出其电阻率随T1的变化示意图。
②假设半导体的浓度分别为N D 1=1012cm3-，N D 2=1016cm3-,试在同一图上画出其EF随T 的变化规律。
三（15分）①解释 在一定电场一定温度下，GaAs 会出现负微分电导率。
为什么GaAs 材料适合做激光管？②在TTL 硅高速电路中，在晶体管基极与集电极之间接一肖特基二极管，为什么？③在一定电场，磁场下，测得某一长为L,宽为B ，厚为D 的矩形半导体样品的霍尔系数为RH 0，当电场，磁场不变，而样品长为2L ，宽为2B ，厚为2D 时，测得霍尔系数应为多少？①②③④四 （20分）1. P-N 结中费米能级随位置的变化和电流密度的关系为Jn=nμndxd E F,（Jp=p μpdxd E F）,试分别讨论平衡P-N 结和非平衡P-N 结正向偏置时EF随位置和载流子浓度的关系。
并画出其能带示意图。
2. 在平衡P-N 结势垒区中和正向偏置的P-N 结势垒区中，有无载流子净产生或净复合？五（20分）有一P-Si 衬底MOS 结构，氧化层中存在固定电荷，可动离子界面态等电荷。
测得其C-V 曲线如图a 所示。
请分别指出曲线②③④各为何种电荷的影响（其中曲线①为理想情况，曲线③为BT 处理后所测）。
解释第④条曲线产生的原因。
2.如MOS 结构电极为1mm ×1mm,Cmax=88.5pf,Cmin=40pf,室温下测VFB 1=-2V ，或BT 处理后VFB 2=-4V ，试计算氧化层中可动离子密度Nm。
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2014级研究生《高等半导体器件物理》试题
1.简单说明抛物线性能能带和非抛物线性能带的能带结构以及各自
的特点、应用。
2.试描述载流子的速度过冲过程和弹道输运过程，以及它们在实际
半导体器件中的应用。
3.什么是半导体超晶格？半导体器件中主要的量子结构有哪些？
半导体超晶格:两种或者两种以上不同组分或者不同导电类型超薄层材料,交替堆叠形成多个周期结构,如果每层的厚度足够薄,以致其厚度小于电子在该材料中的德布罗意波的波长, 这种周期变化的超薄多层结构就叫做超晶格.
主要的量子结构:超晶格中, 周期交替变化的超薄层的厚度很薄,相临势阱中的电子波函数能够互相交叠, 势阱中的电子能态虽然是分立的, 但已被展宽. 如果限制势阱的势垒进度足够厚, 大于德布罗意波的波长, 那么不同势阱中的波函数不再交叠, 势阱中电子的能量状态变为分立的能级. 这种结构称之为量子阱( QW).在上述结构中,电子只在x 方向上有势垒的限制, 即一维限制,而在y , z 两个方向上是二维自由的. 如果进一步增加限制的维度,则构成量子线和量子点. 对于量子线而言, 电子在x , y 两个方向上都受到势垒限制; 对于量子点来说, 在x , y , z 三个方向上都有势垒限制. 我们通常将这些量子结构称为低维结构, 即量子阱、量子线和量子点分别为二维、一维和零维量子结构.
4.PHEMT的基本结构、工作原理以及电学特点。
5.隧道谐振二极管的主要工作特点，RITD的改进优势有哪些？
6.突变发射结、缓变基区HBT的工作原理、特点及其应用。
7.举例讨论半导体异质结光电器件的性能。
参考文献：
1.沃纳，半导体器件电子学，电子工业出版社，2005
2.施敏，现代半导体器件物理，科学出版社，2002
3.王良臣等，半导体量子器件物理讲座（第一讲~第七讲），物理（期刊），2001~2002。