半导体器件作业有答案

1．半导体硅材料的晶格结构是（A）

A 金刚石

B 闪锌矿

C 纤锌矿

2．下列固体中，禁带宽度 Eg 最大的是（ C ）

Ａ金属Ｂ半导体Ｃ绝缘体

3．硅单晶中的层错属于（ C ）

Ａ点缺陷Ｂ线缺陷Ｃ面缺陷

4．施主杂质电离后向半导体提供（ B ），受主杂质电离后向半导体提供（ A ），本征激发后向半导体提供（ A B ）。

A 空穴

B 电子

5．砷化镓中的非平衡载流子复合主要依靠（ A ）

A 直接复合

B 间接复合

C 俄歇复合

6．衡量电子填充能级水平的是（ B ）

Ａ施主能级Ｂ费米能级Ｃ受主能级 D 缺陷能级

7．载流子的迁移率是描述载流子( A )的一个物理量；载流子的扩散系数是描述载流子( B ) 的一个物理量。

A 在电场作用下的运动快慢

B 在浓度梯度作用下的运动快慢

8．室温下，半导体 Si中掺硼的浓度为 1014cm－3，同时掺有浓度为 1.1×1015cm－3的磷，则电子浓度约为（ B ），空穴浓度为（ D ），费米能级（ G ）；将该半导体升温至 570K，则多子浓度约为（ F ），少子浓度为（ F ），费米能级（ I ）。（已知：室温下，ni≈1.5×1010cm－3，570K 时，ni≈2×1017cm－3）

A 1014cm－3

B 1015cm－3

C 1.1×1015cm－3

D 2.25×105cm－3

E 1.2×1015cm－3

F 2×1017cm－3

G 高于 Ei

H 低于 Ei I

等于 Ei

9．载流子的扩散运动产生（ C ）电流，漂移运动产生（ A ）电流。

A 漂移

B 隧道

C 扩散

10. 下列器件属于多子器件的是（ B D ）

Ａ稳压二极管Ｂ肖特基二极管Ｃ发光二极管 D 隧道二极管

11. 平衡状态下半导体中载流子浓度n0p0=ni2，载流子的产生率等于复合率，而当np

Ａ大于Ｂ等于Ｃ小于

12. 实际生产中，制作欧姆接触最常用的方法是（ A ）

Ａ重掺杂的半导体与金属接触Ｂ轻掺杂的半导体与金属接触

13．在下列平面扩散型双极晶体管击穿电压中数值最小的是（ C ）

A BVCEO

B BVCBO

C BVEBO

14．MIS 结构半导体表面出现强反型的临界条件是（ B ）。（V S为半导体表面电势；qVB=Ei-EF）

A V S=V

B B V S=2V B

C V S=0

15．晶体管中复合与基区厚薄有关，基区越厚，复合越多，因此基区应做得（ C ）A．较厚B．较薄C．很薄16．pn 结反偏状态下，空间电荷层的宽度随外加电压数值增加而（ A ）。

A．展宽B．变窄C．不变

17．在开关器件及与之相关的电路制造中，（ C ）已作为缩短少数载流子寿命的有效手段。A 钝化工艺 B 退火工艺 C 掺金工艺

18．在二极管中，外加反向电压超过某一数值后，反向电流突然增大，这个电压叫（ B ）。A 饱和电压 B 击穿电压 C 开启电压

19．真空能级和费米能级的能值差称为（ A ）

A 功函数

B 亲和能

C 电离电势

20. 平面扩散型双极晶体管中掺杂浓度最高的是（ A ）

A 发射区

B 基区

C 集电区

21．栅电压为零，沟道不存在，加上一个负电压才能形成P 沟道，该MOSFET 为（ A ）A P 沟道增强型 B P 沟道耗尽型 C N 沟道增强型 D N 沟道耗尽型

二、判断题（共20 分，每题１分）

１．（√）半导体材料的导电性能介于导体和绝缘体之间。

２．（√）半导体中的电子浓度越大，则空穴浓度越小。

３．（×）半导体中载流子低温下发生的散射主要是晶格振动的散射。

４．（×）杂质半导体的电阻率随着温度的增加而下降。

５．（√）半导体中杂质越多，晶格缺陷越多，非平衡载流子的寿命就越短。

６．（√）非简并半导体处于热平衡状态的判据是n0p0=ni2。

７．（√）MOSFET 只有一种载流子（电子或空穴）传输电流。

８．（√）反向电流和击穿电压是表征晶体管性能的主要参数。

９．（×）同一种材料中，电子和空穴的迁移率是相同的。

10．（√）MOS 型的集成电路是当今集成电路的主流产品。

１１．（√）平衡PN 结中费米能级处处相等。

１２．（√）能够产生隧道效应的PN 结二极管通常结的两边掺杂都很重，杂质分布很陡。

１３．（√）位错就是由范性形变造成的，它可以使晶体内的一原子或离子脱离规则的周期而位移一段距离。

１４．（√）在某些气体中退火可以降低硅-二氧化硅系统的固态电荷和界面态。

１５．（√）高频下，pn 结失去整流特性的因素是pn 结电容

１６．（×）pn 结的雪崩击穿电压主要取决于高掺杂一侧的杂质浓度。

１７．（√）要提高双极晶体管的直流电流放大系数α、β值，就必须提高发射结的注入系数和基区输运系数。

１８．（√）二氧化硅层中对器件稳定性影响最大的可动离子是钠离子。

１９．（×）制造MOS 器件常常选用[111]晶向的硅单晶。

２０．（√）场效应晶体管的源极和漏极可以互换，但双极型晶体管的发射极和集电极是不可以互换的。

三、名词解释(共15 分，每题5分，给出关键词得3分)

1．雪崩击穿

随着PN 外加反向电压不断增大，空间电荷区的电场不断增强，当超过某临界值时，载流子受电场加速获得很高的动能，与晶格点阵原子发生碰撞使之电离，产生新的电子—空穴对，再被电场加速，再产生更多的电子—空穴对，载流子数目在空间电荷区发生倍增，犹如雪崩一般，反向电流迅速增大，这种现象称之为雪崩击穿。

2．非平衡载流子

由于外界原因，迫使半导体处于与热平衡状态相偏离的状态，称为非平衡状态，其载流子浓度可以比平衡状态时多出了一部分，比平衡时多出了的这部分载流子称为非平衡载流子。

3．共有化运动

当原子相互接近形成晶体时，不同原子的内外各电子壳层之间就有了一定程度的交叠，相邻原子最外层交叠最多，内壳层交叠较少。原子组成晶体后，由于电子壳层的交叠，电子不再完全局限在某一个原子上，可以由一个原子转移到相邻的原子上去，因而，电子将可以在整个晶体中运动，这种运动称为电子的共有化运动。

四、问答题（22 分）

1．简述肖特基二极管的优缺点。（6 分，每小点1 分）

优点：（1 ）正向压降低

（2 ）温度系数小

（3 ）工作频率高。

（4 ）噪声系数小

缺点：（1 ）反向漏电流较大

（ 2 ）耐压低

2．MIS 结构中，以金属—绝缘体—P 型半导体为例，半导体表面在什么情况下成为积累层？什么情况下出现耗尽层和反型层？（6 分，每小点2 分）

积累状态：当金属与半导体之间加负电压时，表面势为负值，表面处能带向上弯曲，表面层内就会出现空穴的堆积。（ 2 分）

耗尽状态：当金属与半导体之间加正电压时，表面势为正值，表面处能带向下弯曲，表面处的空穴浓度较体内的低得多，这种状态就叫做耗尽状态。（2 分）