半导体物理学期中考试032试卷答辩

半导体物理学试题及答案半导体物理学试题及答案(一) 一、选择题1、如果半导体中电子浓度等于空穴浓度，则该半导体以( A )导电为主;如果半导体中电子浓度大于空穴浓度，则该半导体以( E )导电为主;如果半导体中电子浓度小于空穴浓度，则该半导体以( C )导电为主。

A、本征B、受主C、空穴D、施主E、电子2、受主杂质电离后向半导体提供( B )，施主杂质电离后向半导体提供( C )，本征激发向半导体提供( A )。

A、电子和空穴B、空穴C、电子3、电子是带( B )电的( E );空穴是带( A )电的( D )粒子。

A、正B、负C、零D、准粒子E、粒子4、当Au掺入Si中时，它是( B )能级，在半导体中起的是( D )的作用;当B掺入Si中时，它是( C )能级，在半导体中起的是( A )的作用。

A、受主B、深C、浅D、复合中心E、陷阱5、MIS结构发生多子积累时，表面的导电类型与体材料的类型( A )。

A、相同B、不同C、无关6、杂质半导体中的载流子输运过程的散射机构中，当温度升高时，电离杂质散射的概率和晶格振动声子的散射概率的变化分别是( B )。

A、变大，变小;B、变小，变大;C、变小，变小;D、变大，变大。

7、砷有效的陷阱中心位置(B )A、靠近禁带中央B、靠近费米能级8、在热力学温度零度时，能量比EF小的量子态被电子占据的概率为( D )，当温度大于热力学温度零度时，能量比EF小的量子态被电子占据的概率为( A )。

A、大于1/2B、小于1/2C、等于1/2D、等于1E、等于09、如图所示的P型半导体MIS结构的C-V特性图中，AB段代表( A)，CD段代表( B )。

A、多子积累B、多子耗尽C、少子反型D、平带状态10、金属和半导体接触分为：( B )。

A、整流的肖特基接触和整流的欧姆接触B、整流的肖特基接触和非整流的欧姆接触C、非整流的肖特基接触和整流的欧姆接触D、非整流的肖特基接触和非整流的欧姆接触11、一块半导体材料，光照在材料中会产生非平衡载流子，若光照忽然停止t??后，其中非平衡载流子将衰减为原来的( A )。

2013-半导体物理期中考试试卷-朱俊………密………封………线………以………内………答………题………无………效……电子科技大学二零壹三至二零壹四学年第一学期期中考试半导体物理课程考试题卷（100分钟）考试形式：闭卷考试日期2013年10 月29日一、选择填空（含多选题）（19×2分）1、重空穴是指（ C ）A、质量较大的原子组成的半导体中的空穴B、价带顶附近曲率较大的等能面上的空穴C、价带顶附近曲率较小的等能面上的空穴D、自旋－轨道耦合分裂出来的能带上的空穴2、硅的晶体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3、电子在晶体中的共有化运动指的是电子在晶体（ C ）。

A、各处出现的几率相同B、各处的相位相同C、各元胞对应点出现的几率相同D、各元胞对应点的相位相同4、本征半导体是指（ A ）的半导体。

A、不含杂质与缺陷；B、电子密度与空穴密度相等；C、电阻率最高；C、电子密度与本征载流子密度相等。

5、简并半导体是指（ A ）的半导体A、(E C-E F)或(E F-E V)≤0………密………封………线………以………内………答………题………无………效……B 、(EC -E F )或(E F -E V )≥0C 、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6、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 7、3个硅样品的掺杂情况如下：甲．含镓1×1017cm -3；乙.含硼和磷各1×1017cm -3；丙.含铝1×1015cm -3 这三种样品在室温下的费米能级由低到高（以E V 为基准）的顺序是( B ) A.甲乙丙； B.甲丙乙； C.乙丙甲； D.丙甲乙8、以长声学波为主要散射机构时，电子的迁移率μn 与温度的（ B ）。

半导体物理期中考试试题说明：学号后两位能被3整除的做A类题、余数为1的做B类题、余数为2的做C类题。

一、选择填空（含多项选择）A1.热平衡时，非简并半导体中电子浓度与空穴浓度之积为常数，它只与（C D）有关，而与（A B）无关。

A. 杂质浓度B. 杂质类型C. 禁带宽度D. 温度B1.对于一定的n型半导体材料，温度一定时，较少掺杂浓度，将导致E F靠近（D）。

A. E cB. E vC. E gD. E iC1.对于处于饱和区的半导体材料，温度升高将导致禁带宽度（C），多子浓度（B），少子浓度（A）。

A. 变大B. 不变C.变小A2.当施主能级E D与费米能级E F相等时，电离施主的浓度为施主浓度的（C）倍。

A. 1B. 1/2C. 1/3D. 1/4B2.费米分布函数曲线如图，则温度关系为（B）A. T1>T2>T3B.T3>T2>T1 C.无法判定C2.磷掺入硅中起（A），硼掺入硅中起（B），位错缺陷起（AB）作用，当磷和硼杂质同时掺入硅中时，半导体的导电类型为（E）。

A.施主作用B.受主作用C.n型D.p型E.无法判定A3 B3 C3.室温下，半导体Si掺硼的浓度为1014cm-3，同时掺有浓度为1.1×1015cm-3的磷，则电子浓度约为（B），空穴浓度为（D），费米能级（G）；将该半导体升温至800K，则多子浓度约为（F），少子浓度为（F），费米能级（I）。

（已知：室温下，n i≈1.5×1010cm-3，800K 时，n i≈2×1017cm-3）A. 1014cm-3B. 1015cm-3C. 1.1×1015cm-3D. 2.25×105cm-3E.1.2×1015cm-3 F. 2×1017cm-3G. 高于Ei H. 低于Ei I. 等于Ei二、分析题A1.分析Ge、Si、砷化镓的能带宽度规律特点，禁带宽度随温度的变化趋势。

物理学院《半导体物理》试卷一、名词解释（3’Ｘ10）1空穴：价带顶电子激发到导带底后带顶附近出现的空的量子态称为空穴。

波矢k态未被电子占据时，其它所有价带电子的导电行为，等效于一个带正电荷e，具有正有效质量m p 的准粒子的导电行为。

2间接带隙半导体：导带底与价带顶在不同k方向。

或间接带隙半导体材料导带最小值（导带底）和价带最大值（价带顶）在k空间中不同位置。

3. 施主杂质、施主能级：解：施主杂质：Ⅴ族原子向晶体提供多余不配对电子（电子可动），并同时成为带正电离子（不可动正电中心）的杂质。

或是在硅中掺入V族元素杂质（如磷P，砷As，锑Sb等）后，这些V族杂质替代了一部分硅原子的位置，但由于它们的外层有5个价电子，其中4个与周围硅原子形成共价键，多余的一个价电子便成了可以导电的自由电子，这样一个V族杂质原子可以向半导体硅提供一个自由电子而本身成为带正电的离子，把这种杂质称为施主杂质；若在硅中掺入III族元素杂质，（如硼B，铝Al，镓Ga，铟In等），这些III族杂质原子在晶体中替代了一部分硅原子的位置，由于它们的最外层只有3个价电子，在与硅原子形成共价键时产生一个空穴，这样一个III族杂质原子可以向半导体硅提供一个空穴，而本身接受一个电子成为带负电的离子，把这种杂质称为受主杂质。

4缺陷能级杂质能级解：实际半导体材料晶格中，存在着偏离理想情况的各种现象。

(1) 原子并不是静止在具有严格周期性的晶格的格点位置上，而是在其平衡位置附近振动；(2)半导体材料并不是纯净的，而且含有若干杂质，即在半导体晶格存在着与组成半导体材料的元素不同的其它化学元素的原子；(3)实际的半导体晶格结构并不是完整无缺的，而存在着各种形式的缺陷。

（a）点缺陷，如空位，间隙原子；（b）线缺陷，如位错；（c）面缺陷，如层错，多晶体中的晶粒间界等。

由于杂质和缺陷的存在，会使严格按周期性排列的原于所产生的周期性势场受到破坏，有可能在禁带中引入允许电子具有的能量状态（即能级）--------杂质能级、缺陷能级。

第七篇题解-半导体表面与MIS结构刘诺编7-1、解：又因为7-3、解：（1）表面积累：当金属表面所加的电压使得半导体表面出现多子积累时，这就是表面积累，其能带图和电荷分布如图所示：（2）表面耗尽：当金属表面所加的电压使得半导体表面载流子浓度几乎为零时，这就是表面耗尽，其能带图和电荷分布如图所示：（3）当金属表面所加的电压使得半导体表面的少子浓度比多子浓度多时，这就是表面反型，其能带图和电荷分布如图所示：7-3、解：理想MIS结构的高频、低频电容-电压特性曲线如图所示；其中AB段对应表面积累，C到D段为表面耗尽，GH和EF对应表面反型。

7-4、解：使半导体表面达到强反型时加在金属电极上的栅电压就是开启电压。

这时半导体的表面势7-5、答：当MIS结构的半导体能带平直时，在金属表面上所加的电压就叫平带电容。

平带电压是度量实际MIS结构与理想MIS结构之间的偏离程度的物理量，据此可以获得材料功函数、界面电荷及分布等材料特性参数。

7-6、解：影响MIS结构平带电压的因素分为两种：（1）金属与半导体功函数差。

例如，当W m s 时，将导致 C-V 特性向负栅压方向移动。

如图（1）恢复平带在金属上所加的电压就是（2）界面电荷。

假设在SiO2中距离金属- SiO2界面x处有一层正电荷，将导致C-V特性向负栅压方向移动。

如图（2）恢复平带在金属上所加的电压就是在实际半导体中，这两种因素都同时存在时，所以实际MIS结构的平带电压为第六篇习题-金属和半导体接触刘诺编6-1、什么是功函数？哪些因数影响了半导体的功函数？什么是接触势差？6-2、什么是Schottky势垒？影响其势垒高度的因数有哪些？6-3、什么是欧姆接触？形成欧姆接触的方法有几种？试根据能带图分别加以分析。

6-4、什么是镜像力？什么是隧道效应？它们对接触势垒的影响怎样的？6-5、施主浓度为7.0×1016cm-3的n型Si与Al形成金属与半导体接触，Al的功函数为4.20eV，Si的电子亲和能为4.05eV，试画出理想情况下金属-半导体接触的能带图并标明半导体表面势的数值。

西安电子科技大学考试时间120 分钟《半导体物理2》试题考试形式：闭卷；考试日期：年月日本试卷共二大题，满分100分。

班级学号姓名任课教师一、问答题（80分）1.什么是N型半导体？什么是P型半导体？如何获得？答：①依靠导带电子导电的半导体叫N型半导体，主要通过掺诸如P、Sb等施主杂质获得；②依靠价带空穴导电的半导体叫P型半导体，主要通过掺诸如B、In等受主杂质获得；③掺杂方式主要有扩散和离子注入两种；经杂质补偿半导体的导电类型取决于其掺杂浓度高者。

2.简述晶体管的直流工作原理（以NPN晶体管为例）答：根据晶体管的两个PN结的偏置情况晶体管可工作在正向放大、饱和、截止和反向放大模式。

实际运用中主要是正向放大模式，此时发射结正偏，集电结反偏，以NPN晶体管为例说明载流子运动过程；①射区向基区注入电子；正偏的发射结上以多子扩散为主，发射区向基区注入电子，基区向发射区注入空穴，电子流远大于空穴流；②基区中自由电子边扩散边复合。

电子注入基区后成为非平衡少子，故存在载流子复合，但因基区很薄且不是重掺杂，所以大部分电子能到达集电结边缘；③集电区收集自由电子：由于集电结反偏，从而将基区扩散来的电子扫入集电区形成电子电流，另外还存在反向饱和电流，主要由集电区空穴组成，但很小，可以忽略。

第1页共6页3.简述MOS场效应管的工作特性（以N沟增强型MOS为例）答：把MOS管的源漏和衬底接地，在栅极上加一足够高的正电压，从静电学的观点来看，这一正的栅极电压将要排斥栅下的P 型衬底中的可动的空穴电荷而吸引电子。

电子在表面聚集到一定浓度时，栅下的P 型层将变成N 型层，即呈现反型。

N 反型层与源漏两端的N 型扩散层连通，就形成以电子为载流子的导电沟道。

如果漏源之间有电位差，将有电流流过。

而且外加在栅极上的正电压越高，沟道区的电子浓度也越高，导电情况也越好。

如果加在栅极上的正电压比较小，不足以引起沟道区反型，则器件仍处在不导通状态。

赣 南 师 范 学 院2010–2011学年第一学期期末考试试卷（A 卷）开课学院：物电学院 课程名称：半导体物理学 考试形式：闭卷，所需时间：120分钟注意事项：1、教师出题时请勿超出边界虚线；2、学生答题前将密封线外的内容填写清楚，答题不得超出密封线；3、答题请用蓝、黑钢笔或圆珠笔。

一、填空题（共30分，每空1分）1、半导体中有 和 两种载流子，而金属中只有 一种载流子。

2、杂质原子进入材料体内有很多情况，常见的有两种，它们是 杂质和 杂质。

3、根据量子统计理论，服从泡利不相容原理的电子遵从费米统计率，对于能量为E 的一个量子态，被一个电子占据的概率为()f E ，表达式为 ，()f E 称为电子的费米分布函数，它是描写 的一个统计分布函数。

当0F E E k T ->>时，费米分布函数转化为()B f E ，表达式为 ，()B f E 称为电子的玻尔兹曼分布函数。

在0F E E k T ->>时，量子态被电子占据的概率很小，这正是玻尔兹曼分布函数适用的范围。

费米统计率与玻尔兹曼统计率的主要差别在于 ，而在0F E E k T ->>的条件下，该原理失去作用，因而两种统计的结果变成一样了。

4、在一定温度下，当没有光照时，一块n 型半导体中， 为多数载流子， 是少数载流子，电子和空穴的浓度分别为0n 和0p ，则0n 和0p 的关系为 ，当用g h E ν>>（该半导体禁带宽度）的光照射该半导体时，光子就能把价带电子激发到导带上去，此时会产生 ，使导带比平衡时多出一部分电子n ，价带比平衡时多出一部分空穴p ，n 和p 的关系为 ，这时把非平衡电子称为非平衡 载流子，而把非平衡空穴称为非平衡 载流子。

在一般小注入情况下，在半导体材料中，非平衡 载流子带来的影响可忽略，原因是 ，而非平衡 载流子却往往起着重要作用，原因是 。

5、非平衡载流子的复合，就复合的微观机构讲，大致可分为两种，直接复合和间接复合，直接复合是指 ，间接复合是指 。