北京大学半导体物理历年考研真题汇编
(NEW)北京大学半导体物理历年考研真题汇编
四、一半导体存在两种掺杂杂质，施主杂质浓度和受主杂质浓度分别为 ND，NA，并且ND＞NA，试求出在低温下和本征情形下费米能级在禁 带中的位置和随温度变化的趋势。
五、有一突变型PN结，结两边掺杂浓度为N0。
（1）在耗尽近似下，试求出在反向偏置电压VR下PN结势垒电容；
（2）在正向电压V下求出PN结边界处的载流子浓度；
目 录
2007年北京大学半导体物理考研真题
2008年北京大学半导体物理考研真题
2009年北京大学半导体物理考研真题 （回忆版）
2010年北京大学半导体物理考研真题 （回忆版）
2011年北京大学半导体物理考研真题 （回忆版）
2012年北京大学半导体物理考研真题 （回忆版）
2013年北京大学半导体物理考研真题 （回忆版）
三、金属和p型半导体构成的M/S结构，金属和P型半导体的功能函数分
别为 ， ，且满足
。
（1）试画出在平衡状态下的能带图；
（2）假如在金属和半导体接触的界面处存在很高的界面密度，它使得 半导体一侧肖特基势垒高度被钉扎在 值，试画出平衡状态下的能带 图；
（3）在耗尽层近似的条件下，试求解在第（2）问中的肖特基势垒的厚 度W。
（3）如果在M/S界面 禁带距价带顶 处存在无穷大界面态，画出该 情形下M/S结构的平衡能带图及其I-V特性曲线。
五、（30分）设Nmos（p- 衬底）结构的栅氧化层厚度为 ，氧化层的
介电常数为 ，金属栅和半导体功函数相同，即
， 的费米势
其中 和 分别为 的费米能级和本征费米能级。 （1）画出该MOS结构的C-V曲线；
2014年北京大学半导体物理考研真题 （回忆版）
2015年北京大学半导体物理考研真题 （回忆版）
北大物理考研试题真题及答案
北大物理考研试题真题及答案模拟试题：北京大学物理学院考研真题及答案一、选择题（每题3分，共30分）1. 根据量子力学的基本原理，一个粒子的波函数ψ(r, t)可以描述粒子在位置r和时间t的概率分布。
如果一个粒子被限制在一个一维盒子内，其波函数为：ψ(x) = A * sin(πx/L)，其中L是盒子的长度，A是归一化的常数。
若粒子的动能为E，那么E的表达式为：A. E = (h^2 * π^2) / (8 * m * L^2)B. E = (h^2 * π^2) / (2 * m * L^2)C. E = (h^2 * π^2) / (16 * m * L^2)D. E = (h^2 * π^2) / (4 * m * L^2)2. 在电磁学中，麦克斯韦方程组描述了电场E和磁场B与电荷密度ρ和电流密度J的关系。
下列哪一项不是麦克斯韦方程组的一部分？A. ∇• E = ρ/ε₀B. ∇ × E = -∂B/∂tC. ∇• B = 0D. ∇ × B = μ₀ * J + ε₀ * μ₀ * ∂E/∂t3. 考虑一个单摆系统，其摆长为L，质量为m，初始位移角度为θ₀。
当单摆从静止释放，忽略空气阻力，其周期T与下列哪个因素有关？A. 摆长LB. 质量mC. 初始位移角度θ₀D. 重力加速度g4. 热力学第二定律表述了熵增加的原理。
在一个孤立系统中，不可能通过有限步骤将系统从非平衡状态转换到平衡状态而不引起其他变化。
这被称为什么？A. 熵增原理B. 开尔文表述C. 克劳修斯表述D. 卡诺效率5. 光电效应中，光电子的最大动能与入射光的频率成正比。
这一现象无法用下列哪个理论解释？A. 经典波动说B. 量子力学C. 波粒二象性D. 光电效应方程6. 根据狭义相对论，长度收缩是观察者相对于运动物体运动时观察到的现象。
假设一个尺子在静止参考系中的长度为L₀，在相对于静止参考系以速度v运动的参考系中观察到的长度为L，那么L和L₀的关系是：A. L = L₀B. L = L₀ * sqrt(1 - v^2/c^2)C. L = L₀ / sqrt(1 - v^2/c^2)D. L = L₀ * (1 - v^2/c^2)7. 在量子力学中，海森堡不确定性原理表明了粒子的位置和动量不能同时被精确测量。
《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，
北工大半导体物理历年真题
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1.0 × 1010 cm?3，价带和导带有效状态密度N V = N C = 1019 cm?3， ?1）求禁带宽度； ?2）如果掺⼊施主杂质N D = 1016 cm?3，求300 K 下，热平衡下的电⼦和空⽳浓度； ?3）对于上⾯的样品，在⼜掺⼊N A = 2 × 1016 cm?3的受主杂质后，求新的热平衡电⼦和空⽳浓度（300 K ）。
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。
北京大学微电子学研究所半导体物理讲义1
•基于量子力学的能带论建立，构成了固体物理学的基础。
•现代固体物理学的成熟、完善和应用，为晶体管的发明奠定 了理论基础。
北北京京大大学学 微微电电子子学学研研究究所所
2）半导体材料研究方面取得的进展，为晶体管的发明奠定了必 要的技术基础。
•黑体辐射实验与经典理论的矛盾和Plank量子论的提出； •Compton散射实验揭示了光的粒子性特征； •光电效应实验进一步促成了Einstein光量子理论的提出； •Bohr提出了关于原子结构的量子理论； •De Broglie提出的微观粒子的波粒二像性（Wave -Particle duality）理论和电子衍射实验的验证；（电子的波动性）
内容安排 第一章：引言 第二章：半导体的基本性质 第三章：平衡态半导体的物理基础 第四章：半导体中载流子的状态和运动规律 第五章：PN结 第六章：M/S与异质结 第七章：MOS结构
思考题：一个空白U盘与存满数据的U盘在质量上是否相同？
北北京京大大学学 微微电电子子学学研研究究所所
在Ge 衬 底 用 键 合 的 方 法 制 备 了1T、3R、1C
获2000年诺贝尔物理学奖
应用需求和技术发展，包括创新 性的思想共同作用的结果。
北北京京大大学学 微微电电子子学学研研究究所所
微电子发展中的里程碑式的重大事件（3）
平面加工工艺（光刻）的发明
使集成电路技术和产业迅速发 展的关键
第一块单片集成电路， 1959， Noyce
北北京京大大学学 微微电电子子学学研研究究所所
量子力学建立的基础已经奠定，如何建立量子力学理论体系？
半导体物理历年真题参考答案---bySYP哈工大半导体考研真题
14)简并半导体：当杂质浓度足够高时，费米能级接近导带底甚至进入导带(N型)或者接近价带甚至进入价带的情况(P型)．说明导带底附近的量子态基本被电子占据，价带顶附近基本被空穴占据，这种情况玻尔兹曼分布来近似已不适合，必须用费米分布函数来分析能带中的载流子统计分布问题，称之为载流子的简并化，这时半导体称为简并半导体．
33)表面复合：半导体表面处杂质和表面特有的缺陷（表面态或界面态）在禁带中形成复合中心（也称为表面能级），通过这种复合中心在半导体表面发生复合的过程，称为表面复合，它是一种间接复合。
34)表面复合率：半导体表面复合过程中单位时间内通过单位表面积上复合掉的电子-空穴对数，称为表面复合率。实验证明，表面复合率US=s·（Δp）S.
19)载流子：能够荷载电流的粒子称为载流子，在半导体里有电子和空穴两种载流子。
20)热载流子：在强电场情况下，载流子从电场中获得的能量很多，载流子平均能量比热平衡时大，因而载流子能量大于晶格系统能量，载流子和晶格系统不再处于热平衡状态，称此状态下的载流子为热载流子。
21)准费米能级：在热平衡情况下可以用统一的费米能级EF描述半导体中电子在能级之间的分布.当有非平衡载流子存在时,不再存在统一的费米能级. 在这种情况下,处于非平衡状态的电子系统和空穴系统, 费米能级和统计分布函数仍适用，可以定义各自的费米能级,称为准费米能级，它们都是局部的费米能级，包括导带准费米能级和价带准费米能级.
53)扩散长度：表示半导体中载流子边扩散边复合的过程中，载流子浓度减小至原值的1/e的距离，有空穴扩散长度Lp和电子扩散长度Ln。
2015北京大学集成电路工程专业考研(软件与微电子学院)专业目录招生人数参考书目历年真题复试分数线
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(一) 名词解释答题方法 【考研名师答题方法点拨】
名词解释最简单，最容易得分。在复习的时候要把参考书中的核 心概念和重点概念夯实。
近 5-10 年的真题是复习名词解释的必备资料，通过研磨真题你 可以知道哪些名词是出题老师经常考察的，并且每年很多高校的名词 解释还有一定的重复。
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这就要求我们必须对课本的整体框架和参考书的作者的写书的 内部逻辑。这一点是重点，特别是对于跨专业的考生来说，要做到这 一点，难度非常大，同时也很必要。
考研论述题答题攻略：论述题“3w 答题法”，即 what，why，how。 是什么，为什么，怎么办。答题结构上“总—分—总”，开头要阐述 背景，解释相关的名词，最后要做总结，还是那句话，不要给人留下 突兀的感觉。
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【名词解释题答题注意事项】： 第一，控制时间作答。由于名词解释一般是第一道题，很多考生 开始做题时 心态十分谨慎，生怕有一点遗漏，造成失分，故而写的十分详细，把 名词解释写成了简答或者论述，造成后面答题时间紧张，专业课老师 提示，要严格控制在 5 分钟以内。 第二，在回答名词解释的时候以 150-200 字为佳。如果是 A4 的纸，以 5-8 行为佳。 (二) 名词辨析答题方法 【考研名师答题方法点拨】 这道题目可以作为“复合型名词解析”来解答。最主要的还是要 解释清楚题目中的重要名词。 对于答题思路，还是按照课堂总结的“三段论”的答题模式。 一 般可以归类为“A 是…”“A 和 B…”“AB 和 C”的关系三种类型， 分别做答。 【名词辨析答题示范】： 例如“工资就是薪酬”。(专业课老师解析：这属于“A 和 B…” 类型的题目) 第一，工资的定义。 第二，薪酬的定义。 第三，总结：工资与薪酬的关系。 【名词辨析题答题注意事项】：
2012年-2013年中国科学院大学半导体物理考研真题试题试卷汇编
一、 （共 50 分，每题 5 分）解释下列名词或概念 1. 载流子有效质量； 2. 电子的费米分布函数； 3. 费米能级； 5. 非平衡载流子寿命； 7. 塞贝克效应； 9. 半导体超晶格； 4. 电导有效质量； 6. 齐纳击穿； 8. 达姆表面态； 10. 受激辐射。
二、 （共 20 分，每题 10 分）简答题 1. 简述杂质能带和禁带变窄效应。 2. 简述 pn 结的扩散电容和势垒电容。在 pn 结反偏及加高频信号时，哪种电容 为主？
三、 （20 分）对一种施主浓度为 ND 的非简并半导体，在 300K 下禁带宽度为 Eg， 导带和价带的有效态密度分别为 Nc 和 Nv，证明由掺杂状态到本征状态的转折温 度为 Td =
Eg N c ⋅ N v Td 3 ⋅ k0 ln 2 N D 300
科目名称：半导体物理
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五、 （20 分）n 型硅片表面受均匀恒定的光照射，在表面注入的非平衡少数载流 子浓度为 5 1011 / cm3 ，设少子寿命为 10 s ，迁移率为 500cm 2 /(V s ) ,计算室温下 （1） 非平衡少数载流子的扩散长度； （2） 在距离表面二倍扩散长度处少子的净复合率； （3） 求距离表面二倍扩散长度处少子的扩散电流密度。 (室温下 k0T 0.026eV ,自然对数之底近似取为 2.71， 电子电量 q 1.6 10 19 C )
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中国科学院研究生院 2012 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
北京工业大学半导体物理823考研真题(1998-2013)
北京工业大学1998年硕士研究生招生考试试题科目代码823科目名称:半导体物理
北京工业大学2001年硕士研究生招生考试试题科目代码823科目名称:半导体物理
假定纵轴（E）上一个刻度等于4
E
g
6）示意图画出电场强度分布图（ε~X）；
7）示意画出电势分布图（V~X），假定纵轴（V）上一个刻度等于1/4的g E/q；
8）用g E表达出此pn结的自建电势bi V的大小。
六、（15分）一金属与N型硅构成的理想MOS结构，
9）画出此结构的高频C-V特性曲线，并标出反型区、耗尽区和积累区；
10）画出对应与反型区、耗尽区和积累区的能带图；
11）画出对应与反型区、耗尽区和积累区的电荷密度分布图。
七、（10分）一N型半导体与金属形成的理想Schottky二级管，当半导体的摻杂浓度D
N提高时，
12）半导体的功函数s W如何变化，说明原因；
13）此二极管的自建电势bi v会如何变化，并解释原因。
北京工业大学2002年硕士研究生招生考试试题科目代码823科目名称:半导体物理
图一、300k时si材料中的载流子迁移率和摻杂浓度的关系。
半导体物理学试题库完整(2020年8月整理).pdf
8． 通常把服从_________的电子系统称为非简并性系统.服从_________的电子系统称为简 并性系统。（玻尔兹曼分布.费米分布）
9. 对于同一种半导体材料其电子浓度和空穴浓度的乘积与_________有关.而对于不同的半 导体材料其浓度积在一定的温度下将取决于_________的大小。（温度.禁带宽度）
3．什么叫受主？什么叫受主电离？受主电离前后有何特征？ 答：半导体中掺入受主杂质后.受主电离后将成为带负电的离子.并同时向价带提供空穴.
A. exp(− ED − Ec ) B. exp(− Ec − ED ) C. exp(− Ec − EF ) D. exp(− EF − Ec )
k0T
k0T
k0T
k0T
13. 如在半导体中以长声学波为主要散射机构是.电子的迁移率 n 与温度的（ B ）。
A. 平方成正比 C. 平方成反比
B. 3 次方成反比 2
B. 寿命 D. 扩散时间
8. 对于一定的 n 型半导体材料.温度一定时.减少掺杂浓度.将导致（ D
A. Ec
B. Ev
C. Eg
D. EF
）靠近 Ei。
9. 在晶体硅中掺入元素（
A. 锗
B. 磷
B ）杂质后.能形成 N 型半导体。
C. 硼
D. 锡
.
.
2
学海无涯
10. 对大注入条件下.在一定的温度下.非平衡载流子的寿命与（ D ）。
19. 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
北京大学 半导体物理课件课后习题答案1 考研专业课真题
1.请简述你对半导体物理课程的认识、期待和要求答：略2.从微电子学科技术中里程碑式的发明事件出发，谈谈你对微电子科学研究发展及创新的认识和体会答：略3.什么是原胞？什么是晶体学晶胞？简述晶体的基本特性及表征形式。
答：原胞是构成晶体的最小重复单元晶体学晶胞是指能够最大限度反映晶格对称性的最小晶体结构单元晶体的基本特性主要有以下三个：周期性、对称性、方向性其中原胞和晶胞都可表征周期性，对称性用晶胞来表征，方向性由晶向和晶面表征4.简述Si 晶体中的原子结合及其晶体结构特征，并讨论两者的内部关联性答：Si 晶体中Si 原子依靠共价键结合成正四面体的金刚石结构，Si 原子的电子组态为(1s)2(2s)2(2p)6(3s)2(3p)2,在形成共价键的过程中，3s 态的一个电子跃迁到3p 态，最外层的四个未配对的电子（1个3s 态电子和3个3p 态电子）进行SP 3杂化形成四个完全等价的杂化轨道，与相邻原子的价电子形成共价键，四个共价键在空间方向完全等价，具有正四面体的结构特征，成键Si 原子处于正四面体中心，其他四个与之成键的原子处在正四面体的四个顶点上，所形成的共价键键角109。
28‘。
因此，Si 晶体具有以正四面体为基础构成的金刚石结构。
金刚石结构可看作由两个面心立方沿对角线1/4套构而成，其中Si 原子与最近邻的4个原子所处的环境不同，因此，Si 晶体格子为复式格子。
5.证明在立方晶体中Miller 指数相同的晶向和晶面互相垂直答：设晶向的Miller 指数为[hkl],晶面的Miller 指数为(h ，k ，l),立方晶体的晶格长数a ，则晶面在xyz 轴上的截距分别为a/h,a/k,a/l,则晶面为1x y z a a ah k l++=，即hx ＋ky ＋lz ＝a ，可以得到晶面的法向量方向为（h ，k ，l ），与晶向平行，因此在立方晶体中Miller 指数相同的晶向和晶面互相垂直。
6.简述有效质量近似所包含的物理意义和引入有效质量的作用答：把晶体的在周期势场作用下运动的电子和空穴，等效看成一个自由运动的准粒子，则该准粒子具有的质量称为有效质量。
2015北京大学集成电路工程考研参考书、历年真题、报录比、研究生招生专业目录、复试分数线
二、2015 北京大学集成电路工程考研参考书
1 原画设计 汪璎 上海人民美术出版社 2 动画原理 黄兴芳 上海人民美术出版社 3 电影的元素 李.R.波 中国电影出版社 4 计算机辅助设计 付志勇 湖北美术出版社 5 软件工程 王立福北京大学出版社 6 实用软件工程 邓人杰清华大学出版社 7 数据结构与算法 许卓群 杨冬青 高等教育出版社
2015 北京大学集成电路工程考研参考书、历年真题、报录比、研究
生招生专业目录、复试分数线
一、 专业介绍
集成电路工程是包括集成电路设计、制造、测试、封装、材料、微细加工设备以及集成 电路在网络通信、数字家电、信息安全等方面应用的工程技术领域。
集成电路的发明和应用，是人类二十世纪最重要的科技进步之一。集成电路是现代信 息社会的基础，是当代电子系统的核心。它对经济建设、社会发展和国家安全具有至关重要 的战略地位和不可替代的核心关键作用，其重要性和产业规模仍在迅速提高。集成电路工程 目前已经成为渗透多个学科的、战略性与高技术产业相结合的综合性的工程领域。
300
300 310 195 300 330
备注
深圳研究生院总 分为 340。
口、笔译两专业
报考管理类，公 共课不低于 50 分，专业课不低 于 90 分，总分不 低于 350；报计算 机辅助翻译公共 课不低于 50 分， 专业不低于 90 分，总分不低于 360。
提前面试 提前面试
专注中国名校保（考）研考博辅导权威
计算机技术 085211
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：
北京大学(半导体器件物理基础)
发
发
收
收
射
发射区 射 基区 集 收集区
集
极
结
结
极
基极
基区宽度远远小于少子扩散长度 分为：NPN和PNP两种形式
北京大学 微电子学研究所
双极晶体管的两种形式：NPN和PNP
c
c
b
e NPN
b
e PNP
北京大学 微电子学研究所
双极晶体管的结构 和版图示意图
北京大学 微电子学研究所
北京大学 微电子学研究所
P
P
N
+
Substrate
• MOS FET，1960
• Poly-Si Self-Aligned Gate,1966
• Ion Implant application, 1969 • Silicided Poly-Si Gate, 1978 • Sidewall for S/D implant,
1980
• Self-aligned LDD, 1981 • Salicide, S/D extension ,
1982
• Oxy-Nitride for gate dielectric, 1983
• CMP, 1989 • Damascene interconnect, 1992 • Cop北pe京r 大in学ter微c电on子ne学ct研,究1所993
2.3 NPN晶体管的电流输运机制 正常工作时的载流子输运
相应的载流子分布
北京大学 微电子学研究所
NPN晶体管的电流输运
NPN晶体管的电流转换
电子流
空穴流
I I I Ie Ip(X1) In(X2) Ic In ( X4 ) Icbo Ib I p(X1) Irb Icbo
北大物理考研题
北大物理考研题
北大物理考研题1:
一束光通过一个厚度为d的透明介质均匀平行板玻璃，平行板的折射率n，入射光的波长为λ。
试求：
a）光在平行板玻璃中传播的时间；
b）光在平行板玻璃中传播的路径长度。
北大物理考研题2:
一个平均分子量为M的气体，原子间有一平均距离为d的双原子分子气体，温度为T，平均动能为K。
若考虑气体分子间的相互作用，试求：
a）气体内能与温度的关系；
b）气体内能密度。
北大物理考研题3:
一个物体质量为m，与地球相距r，地球质量为M，试求：a）物体能够从地球表面发射到无穷远处所需的最小初速度；b）物体到达无穷远处的最大动能。
北大物理考研题4:
一电子在一个长度为L的均匀电场中做直线运动，电场强度为E，电子的质量为m，电子运动方向与电场方向相同。
求电子在电场中受到的力以及电子在电场中运动的加速度。
北大物理考研题5:
一导线沿z轴方向，形状为一段半径为R、长度为L的螺旋线圈，电流方向为沿z轴方向。
求螺线管中心的磁感应强度B。