2010年硕士研究生考试北大半导体物理初试试题.pdf

2010 北大微电子半导体物理试题 一．名词解释（6 x 5 =30 ） 1.有效质量近似 2. E –K 关系 3. 迁移率 4.过剩载流子 5. 简并半导体 6. 异质结 二．（20 ） 有一非均匀掺杂的N型半导体，其掺杂浓度随距表面的深度满足关系式为 N(x)=N0x/L ，其中L为半导体的厚度。试画出该半导体在平衡状态下的能带图，并 求该半导体的形成的自建势。 三．(30 ) 金属和p型半导体构成的M/S结构，金属和p型半导体的功函数分别为φM，φS ， 且满足φMφS 。（1 ）试画出在平衡状态下的能带图 （2 ）假如在金属和半导 体接 的界面处存在很高的界面态密度，它使得半导体一侧肖特基势垒高度被钉 扎在φB值，试画出平衡状态下的能带图 （3 ）在耗尽层近似的条件下，试求解 在第 （2 ）问中的肖特基势垒的厚度W 四．（20 ） 一半导体存在两种掺杂杂质，施主杂质浓度和受主杂质浓度分别为ND，NA，并 且NDNA，试求出在低温下和在本征情形下费米能级在禁带中的位置和随温度变 化的趋势。 五．（20 ） 有一突变型PN结，结两边的掺杂浓度为N0。（1 ）在耗尽近似下，试求出在反向 偏置电压VR下PN结势垒电容 （2 ）在正向电压V下求出PN结边界处的载流子浓度 （3 ）如果在PN结势垒区中存在很高的复合中心，试问在正向电压下会对正向偏 置电流有什么影响。 六．（30 ） 金属和P 型半导体构成的MIS 结构，其中金属和半岛体的功函数分别为 M ，S， 且满足 M S。在氧化层中存在陷阱，当外加栅压为负或者由负变正时，陷阱 能够束缚一个电子而使得陷阱电荷为负值；否则，氧化层中陷阱不带电荷。（1） 试画出 MIS 结构在平带，积累和强反型情形下的能带图。（2 ）试求出平带电压 的表达式。（3 ）若在扫 时存在两种方式，即从负电压到正电压扫 和从正电压 向负电压扫 ，试比较在这两种情形下的C-V 曲线图。