半导体复习参考试题

一、填空题

1. 自由电子的能量与波数的关系式为（02

22)(m k h k E =），孤立原子中的电子能量（大小为

22204

08n h q m E n ε-=的分立能级），晶体中的电子能量为（电子共有化运动）所形成的（准连续）的能带。

2. 温度一定时，对于一定的晶体，体积大的能带中的能级间隔（小），对于同一块晶体，当原子间距变大时，禁带宽度（变小）。

3. 玻尔兹曼分布适用于（非简并）半导体，对于能量为E 的一个量子态被电子占据的概率为（)ex p()ex p(

)(00T k E T k E E f F B -⋅=），费米分布适用于（简并）半导体，对于能量为E 的

一个量子态被电子占据的概率为（

)ex p(11)(0T k E E E f F -+=

），当EF 满足（T k E E T k E E V F F C 0022≤-≤-或）时，必须考虑该分布。

4. 半导体材料中的（能带结构（直接复合））、（杂质和缺陷等复合中心（间接复合））、（样品形状和表面状态（表面复合））等会影响非平衡载流子的寿命，寿命值的大小反映了材料晶格的（完整性），是衡量材料的一个重要指标。

5. Si 属于（间接）带隙半导体。导带极小值位于布里渊区的（<100>方向）上由布里渊区中心点Г到边界X 点的（0.85倍）处，导带极值附近的等能面是（长轴沿<100>方向的旋转椭球面），在简约布里渊区，共有（6）个这样的等能面。

6. Ge 属于（间接）带隙半导体。导带极小值位于布里渊区的（<111>方向）上由布里渊区边界L 点处，导带极值附近的等能面是（长轴沿<111>方向的旋转椭球面），在简约布里渊区，共有（4）个这样的等能面。

7. GaAs 属于（直接）带隙半导体。导带极小值位于布里渊区中心点Г处，极值附近的等能面是（球面），在简约布里渊区，共有（1）个这样的等能面。在布里渊区的（<111>方向）边界L 点处，存在高于能谷值0.29eV 的次低能谷，简约布里渊区一共有（8）个这样的能谷。

8. Si 、Ge 和GaAs 能带结构的共同点：1)禁带宽度具有负温度系数2)价带顶位于布里渊区中心，k=0处，等能面不是球面，有轻重空穴之分。

9. 有效质量是（半导体内部势场）作用的概括。由于晶体内部的各向异性，在k 空间的三个主轴上，有效质量可以表示为（222*11x x k E h m ∂∂=、222*11y y k E h m ∂∂=、222*11z

z k E h m ∂∂=，一般

情况下，*

x m ，*y m ，*

z

m 是不等的）。在能带底部，22k E ∂∂为(正)值，即)0(*>n m ；在能带顶部，22k

E ∂∂为(负)值，即)0(*

E ~曲线曲率（小），22k E ∂∂（小），所以*n m （大）。外层电子能带（宽），22k

E ∂∂（大），所以*n m （小），共有化运动强，在外力作用下，可以获得更大的加速度。

10. 一种晶体中导带底电子能量E 与波矢K 的关系为

A k h E E c 22

2+=，其中c E 为导带底能量，A 是常数，则电子的有效质量：（A dk E d h m n

==*)(222

）。 11.一维晶体中电子能量E 与波矢K 的关系为B k k h E 2

02)(-=，其中0k 和B 是常数，则电

子速度：（B

h dk dE h v 21==）。 12. 半导体的陷阱中心使其中心光电导灵敏度（提高），并使其光电导衰减规律（延长衰减时间）。

13. 当系统处于热平衡状态，也不对外做功的情况下，系统（每增加一个电子）所引起系统自由能的变化，等于系统的化学势，也就是等于系统的费米能级。费米能级标志了（电子填充能级）的水平。它主要受（掺杂浓度）、（掺杂种类）和（温度）的影响。在绝对零度时，F E E >的能级（没有）电子占据；而F E E <的能级（完全被）电子占据。随着温度的升高，电子占据F E E >的能级概率（增大），空穴占据F E E <的能级概率（增大）。

二、选择题

1. 施主杂质电离后向半导体导带提供（ B ），受主杂质电离后向半导体价带提供（ A ），本征激发后向半导体提供（ AB ）。A. 空穴 B. 电子

2. 室温下，半导体Si 掺硼的浓度为1014cm -3，费米能级（B ）；继续掺入浓度为1.1×1015cm -3的磷，费米能级（A ）；将该半导体升温至570K ，费米能级（C ）。（已知：室温下，n i ≈1.5×1010cm -3，570K 时，n i ≈2×1017cm -3）A. 高于E i B. 低于E i C. 约等于E i

3. 对于处于饱和区的半导体硅材料，温度升高将导致禁带宽度（C ），本征流子浓度（A ），多子浓度（B ），少子浓度（A ）。A. 变大 B. 不变 C. 变小

4. 最有效的复合中心能级位置在（ D ）附近；最有利陷阱作用的能级位置在（C ）附近。

A. E A

B. E D

C. E F

D. E i

5. 扩散系数反映了载流子在（A ）作用下运动的难易程度，迁移率反映了载流子在（B ）作用下运动的难易程度。A. 浓度梯度 B. 电场 C. 光照 D.磁场

6. 最小电导率出现在（ B ）型半导体。A. n B. p C. 本征

7. 电子在晶体中的共有化运动是指（C ）。

A. 电子在晶体中各处出现的几率相同。

B. 电子在晶体原胞中各点出现的几率相同。

C. 电子在晶体各原胞对应点出现的几率相同。

D. 电子在晶体各原胞对应点的相位相同。

8. 本征半导体是指（D ）的半导体。

A. 电子浓度等于本征载流子浓度

B. 电阻率最高

C. 电子浓度等于空穴浓度

D.不含杂质与缺陷

9. II-VI 族化合物中的M 空位V m 是（C ）。

A. 点阵中的金属原子间隙

B. 一种在禁带中引入施主的点缺陷

C. 点阵中的点阵中的金属原子空位

D. 一种在禁带中引入受主的位错

10. 若某半导体导带中电子出现几率为零，则此半导体必定（A ）。

A. 处于绝对零度

B. 不含任何杂质

C. 不含任何缺陷

D. 不含施主

11. Si 中掺金的工艺主要用于制造（B ）器件。

A. 高可靠性

B. 高频

C. 大功率

D. 高电压

12. 半导体的载流子扩散系数大小决定于其（D ）。

A. 复合机构

B. 能带结构

C. 晶体结构

D. 散射机构

13. 公式*n c m qB =ω和32

30

*)2(2h T k m N n C π=中的*n m 对于（A ）取值相同。 A. GaAs B. GaP C. Si D. Ge

14. 若用N 取代GaP 中的一部分P ，半导体的禁带宽度（A ）；若用As 则禁带宽度（C ）。