半导体物理试卷.docVIP

东 南 大 学 考 试 卷（ 卷） 课程名称 半导体物理 考试学期 得分 适用专业 电子科学 考试形式 闭卷 考试时间长度 120分钟 填空（每空1分，共27分） 1．纯净半导体Si中掺Ⅲ族元素的杂质，当杂质电离时从Si中夺取 电子 ，在Si晶体的共价键中产生了一个 空穴 ，这种杂质称 受主 杂质；相应的半导体称 P 型半导体。 2．当半导体中载流子浓度存在浓度梯度时，载流子将做 扩散 运动；半导体存在电势差时，载流子将做 漂移 运动，其运动速度正比于 电场强度 ，比例系数称为 迁移率 。 3．npni2意味着半导体处于 非平衡 状态，其中n= ； p 。这时半导体中载流子存在净复合还是净产生？ 净产生 。 4．半导体中浅能级杂质的主要作用是 ；深能级杂质所起的主要作用 。 5．非平衡载流子通过 复合 而消失， 叫做寿命τ，寿命τ与 在 中的位置密切相关，当 寿命τ趋向最小。 6．半导体中的载流子主要受到两种散射，它们分别是 和 。前者在 下起主要作用，后者在 下起主要作用。 7．半导体中掺杂浓度很高时，杂质电离能 减小 （增大、减小、不变？），禁带宽度 减小 （增大、减小、不变？）。 8．p-n结电容包括 势垒 电容和 扩散 电容，在反向偏压下， 势垒 电容起主要作用。 名词解释（每题4分，共20分） （1）爱因斯坦关系 （2）扩散长度与牵引长度 （3）热载流子 （4）准费米能级 （5）非平衡载流子寿命 简要回答（共28分） 1．什么是直接复合？什么是间接复合？试述它们在半导体器件中的作用。 2 何谓非简并化半导体？何谓简并化半导体？ 3．下图分别是半导体材料Si、Ge、GaAs的能带结构示意图。 （1）请指出图a 、图b、 图c分别对应何种材料，您判断的依据是什么？ （2）在三幅图中，价带对于同一个K，E(K)可以有两个值，表明对应两种有效质量不同的空穴，即重空穴和轻空穴。试指出曲线1、2分别对应哪种空穴，依据是什么？ 4．当GaAs样品两端加电压时，样品内部便产生电场E。电子的平均漂移速度vd随电场的变化关系如下图所示，请解释之。 计算（共25分） 1．（8分）早期锗硅等半导体材料常利用测其电阻率的办法来估计纯度，若测得室温下电阻率为10，试估计N型锗的纯度，并讨论其局限性。（300K较纯锗样品的电子迁移率，锗原子密度d=4.42(1022cm-3, 电量e=1.6(10-19A.s） 3.（8分）如图所示，一个很长的掺杂均匀的n型半导体样品，其中心附近长度为2a的范围内被一稳定光照射，假定光均匀的穿透样品，电子-空穴对的产生率为G。 （少子的连续性方程为 ） 写出整个样品在小注入条件下的少数载流子方程表达式 （2）写出边界条件 共 4 页 第 4 页 学号 姓名 密 封 线