北工大 09年 半导体物理 期末试卷

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1、半导体物理2009-2010学年一、简答题1.Si和GaAs半导体晶体的解理面分别是什么？为什么？一种半导体材料导带底Ec(k)附近和价带顶Ev(k)附近表达式为，判断该半导体是直接带隙还是间接带隙。2.什么是浅能级杂质？什么是深能级杂质？在半导体中各主要起什么作用？对于Si半导体材料各举出两种元素。什么是本征半导体？什么是杂质半导体？示意画出N型样品电子浓度n随T变化曲线。温度急剧升高后杂质半导体特性分析变化。随着温度升高杂质半导体的导电模式发生改变，特性会像本征半导体，但仅仅是在导电方面像。非米能级会向

2、中间移动，但只是接近，不会到达3.什么是载流子的平均自由时间？什么是非平衡载流子的寿命？两者分别影响载流子的什么运动？漂移运动；扩散运动4.写出N型样品为例少子空穴的连续性方程，分别导出：1)不考虑漂移作用且忽略产生率的空穴变化方程消第三项2)不考虑漂移作用且忽略产生率的稳态扩散方程等号左边为零3)不考虑漂移作用均匀稳态方程消第二项5.写出理想PN结电流-电压关于（J-V）公式。实际I-V特性曲线偏离理想曲线因素有哪些？在对数坐标下，定性画出理想和实际I-V特性示意图。6.什么是PN结的势垒电容？定性说明掺

3、杂浓度对势垒电容有何影响。掺杂浓度越大，或者温度越高，势垒厚度就越小，则电容也就越大1.一个p-N异质结接触前能带图见图1。画出平衡状态下能带图。一、室温下，一个Si的N+P结，N区一侧掺杂浓度为1017cm-3，P区为1015cm-31)求该N+P结的接触电势差。2)如果一个N+N结掺杂浓度也分别为N+区一侧掺杂浓度1017cm-3，N区为1015cm-3，求此时接触电势差。二、一块N型半导体，构成理想的MOS结构1)当电压从正到负变化时，半导体一侧分别是什么状态？并画出电容C和电压V的C-V关系示意图。

4、2)如何从该曲线得出氧化层的厚度和半导体一侧最大耗尽宽度？3)若氧化层中存在固定正电荷Qf，C-V曲线向哪边移动？三、室温下，一块电阻率为0.43Ω·cm的n型硅和一块电阻率为1.5Ω·cm的p型硅。⑴分别计算两块样品的多数载流子。⑵计算这两块样品的费米能级位置Ec-Ef以及Ef-Ev。。⑶金属Au的功函数为WAu=4.80eV，分析一下，Au分别与这两块样品形成接触后，半导体表面会形成什么解除状态欧姆整流（p算的>给的），并示意画出半导体表面能带图。四、任意论述一种能够测量下列半导体参数的实验方法和测量

5、原理：半导体掺杂浓度、载流子浓度、多子迁移率、少子迁移率、PN结理想因子m、半导体禁带宽度。