2007-半导体物理期末考试试卷-zhujun.doc

电子科技大学二零零 六 至二零零 七 学年第 一 学期期 末 考试 半导体物理 课程考试题 卷 （ 120分钟） 考试形式： 闭卷 考试日期 200 7年 1 月 14日 注：1、本试卷满分70分，平时成绩满分15分，实验成绩满分15分； 2.、本课程总成绩=试卷分数+平时成绩+实验成绩。 课程成绩构成：平时 分， 期中 分， 实验 分， 期末 分 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 合计 一、选择填空（含多选题）（2×20=40分） 1、锗的晶格结构和能带结构分别是（ C ）。 A. 金刚石型和直接禁带型 B. 闪锌矿型和直接禁带型 C. 金刚石型和间接禁带型 D. 闪锌矿型和间接禁带型 2、简并半导体是指（ A ）的半导体。 A、(EC-EF)或(EF-EV)≤0 B、(EC-EF)或(EF-EV)≥0 C、能使用玻耳兹曼近似计算载流子浓度 D、导带底和价带顶能容纳多个状态相同的电子 3、在某半导体掺入硼的浓度为1014cm-3, 磷为1015 cm-3，则该半导体为（　B　）半导体；其有效杂质浓度约为（ E ）。 A. 本征， B. n型， C. p型， D. 1.1×1015cm-3, E. 9×1014cm-3 4、 当半导体材料处于热平衡时，其电子浓度与空穴浓度的乘积为（ B ），并且该乘积和（E、F ）有关，而与（ C、D ）无关。 A、变化量； B、常数； C、杂质浓度； D、杂质类型； E、禁带宽度； F、温度 5、在一定温度下，对一非简并n型半导体材料，减少掺杂浓度，会使得（ C ）靠近中间能级Ei； 如果增加掺杂浓度，有可能使得（ C ）进入（ A ），实现重掺杂成为简并半导体。 A、Ec； B、Ev； C、EF； D、Eg； E、Ei。 67、如果温度升高，半导体中的电离杂质散射概率和晶格振动散射概率的变化分别是（C）。 A、变大，变大 B、变小，变小 C、变小，变大 D、变大，变小 8、最有效的复合中心能级的位置在（D ）附近，最有利于陷阱作用的能级位置位于（C ）附近，并且常见的是（ E ）陷阱。 A、EA； B、EB； C、EF； D、Ei； E、少子； F、多子。 9、一块半导体寿命τ=15μs，光照在材料中会产生非平衡载流子，光照突然停止30μs后，其中非平衡载流子将衰减到原来的（ C ）。 A、1/4 B、1/e C、1/e2 D、1/2 10、半导体中载流子的扩散系数决定于该材料中的（ A ）。 A、散射机构； B 、复合机构； C、杂质浓度梯度； C、表面复合速度。 11、下图是金属和n型半导体接触能带图，图中半导体靠近金属的表面形成了（D ）。 A、nB、pC、pD、nC、D、 证明：设半导体的表面势为VS，则表面的电子浓度为： （2分） 当ns=pp0时，有： （1分） （1分） 另外： （2分） 比较上面两个式子，可知VS=2VB 饱和电离时，Pp0=NA,即： （1分） 故： （1分） 三、简答题（32分） 解释什么是Schottky接触和欧姆接触，并画出它们相应的I-V曲线？（8分） 答：金属与中、低掺杂的半导体材料接触，在半导体表面形成多子的势垒即阻挡层，其厚度并随加在金属上的电压改变而变化，这样的金属和半导体的接触称为Schottky接触。（2分） 金属和中、低掺杂的半导体材料接触，在半导体表面形成多子的势阱即反阻挡层，或金属和重掺杂的半导体接触，半导体表面形成极薄的多子势垒，载流子可以隧穿过该势阱，形成隧穿电流，其电流－电压特性满足欧姆定律。（2分） Schottky 势垒接触的I-V特性 欧姆接触的I-V特性 （2分） （2分） 试画出n型半导体构成的理想的MIS结构半导体表面为积累、耗尽、反型时能带图和对应的的电荷分布图？(3×3分＝9分) 解：对n型半导体的理想MIS结构的在不同的栅极电压下，当电压从正向偏置到负电压是，在半导体表面会出现积累、耗尽、反型现象，其对应的能带和电荷分布图如下： 试画出中等掺杂的Si的电阻率随温度变化的曲线，并分析解释各段对应的原因和特点（8分） 解： ρ