2004年天津大学硕士研究生入学考试半导体物理学试题

2004年天津大学硕士研究生入学考试半导体物理学试题
一．（15分）
1.以硅，砷化镓能带结构不同来说明制作发光器件应选用哪种材料更好？（或用图表示）
2.设半导体有两个价带，带顶均在k=0处且能量相等。

但带顶空穴有效质量不等，m m 2
13=，试定性画出两者的E-k 关系图，加以解释。

二．（10分）
一热平衡非简并N 型半导体，写出其少数载流子浓度求解表达式。

为什么制造半导体器件一般都用含有适当杂质的半导体材料？VLSI 为什么基本选用硅材料而不用锗材料？
三．（10分）
某半导体Si 材料，室温下
cm P 31601025.2-⨯=，请计算E F 的位置，指明其导电类型。

（设室温：
cm n i 310105.1-⨯=，kT=0.026eV ）
四．（15分）
设半导体中主要以杂质电离散射和晶格振动散射为主要散射机构，其散射几率分别为：T p Ni i 5.1-∞和T p s 5.1∞,(1) 试写出半导体迁移率的表达式。

（2）根据图一中的a,b 两曲
线，分析曲线c(设N 型掺杂)。

五．（10分）
图二为某半导体能谷间散射示意图，请画出其对应的漂移速度示意图，并加以物理解释。

六．（10分）
假定一束光均匀照射一N型半导体，内部均匀产生非平衡载浪子。

当光照在t=0时刻突然停止
（1）写出此时少子遵循的连续性方程
（2）写出非平衡少子随时间的变化规律。

七．（10分）
图三为P型半导体光照前后的能带图。

问哪一个简图能正确的说明这一过程。

简述金在硅中影响少子寿命的原理。

如何控制寿命值。

八（20分）
分别画出P-N结正偏下的能带图（表明E F）和反偏下的少子分布图。

分析影响硅P-N 结I-V特性偏离理想方程的各种因素。

九．（17分）
一P型硅衬底MIS结构。

定性画出其理想C-V特性曲线；画出MIS结构等效电路图，写出总电容表达式；指出半导体表面处于耗尽，堆尽，反型状态时外加电压的情况。

十.（8分）
对一P 型硅衬底MIS 结构，设表面处少子浓度
]/exp[0
kT qVs p n n s ,试推导表面发生强反型的条件。

十一.（25分）
简述：1.半导体太阳电池的基本原理 2.半导体压阻效应的物理原因；3半导体霍耳效应的产生；4 半导体发光现象的本质；5 二维电子气。