浙江大学半导体测试技术第五章
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电子电路实验(浙江大学)智慧树知到课后章节答案2023年下浙江大学浙江大学第一章测试1.可以用万用表交流档测量音频信号的大小。
()A:对 B:错答案:错2.用万用表测量电流时需要把万用表串接入被测电路中。
()A:对 B:错答案:对3.为了得到正负12V电压给运算放大器供电,需要把电源设置于串联工作方式。
()A:对 B:错答案:对4.为了得到正负12V电压给运算放大器供电,需要把电源设置于并联工作方式。
()A:对 B:错答案:错5.用示波器观测交流信号,被测信号接入通道1(CH1),为使信号能稳定地显示在屏幕上,触发信源应选择()。
A:CH2 B:LINE C:CH1 D:EXT答案:CH16.用示波器测量一含有较大直流成分的交流小信号时,为使交流信号在屏幕上尽量占据大的幅面以便精确测量,输入信号的耦合方式应选择()A:DC耦合 B:接地 C:其余选项都可以 D:AC耦合答案:AC耦合7.用示波器测量信号的直流成分时,输入信号的耦合方式应选择()A:接地 B:AC耦合 C:DC耦合 D:其余选项都可以答案:DC耦合8.在用示波器观测含有噪声干扰的信号时,为使信号波形能稳定地显示在示波器上,观测含有高频干扰的低频信号时触发信号的耦合方式选用HFR(高频抑制) 耦合方式,观测含有低频干扰的高频信号时触发信号的耦合方式选用LFR(低频抑制) 耦合方式。
观测普通无噪声的信号时选用AC耦合。
()A:对 B:错答案:对第二章测试1.如果设定不同的电压与电流参考方向,基尔霍夫定律仍然成立。
()A:对 B:错答案:对2.如果电路中含有非线性器件,基尔霍夫定律仍然成立。
()A:对 B:错答案:对3.在叠加定律验证实验中,将不起作用的电压源直接短接。
()A:对 B:错答案:错4.在叠加定律验证实验中,将不起作用的电压源直接关闭。
()A:对 B:错答案:错5.电阻消耗的功率也具有叠加性。
()A:错 B:对答案:错第三章测试1.OrCAD套件不能绘制PCB版图。
现代半导体器件及先进制造智慧树知到课后章节答案2023年下浙江大学第一章测试1.本征硅的费米能级位于:()A:略偏向 B:略偏向 C: D:答案:略偏向2.硼掺杂的硅中,下列说法正确的是:()A:电子浓度大于空穴浓度 B:与磷掺杂硅的导电类型一致 C:空穴浓度大于电子浓度 D:硅的晶体结构将发生改变答案:空穴浓度大于电子浓度3.抑制离子注入工艺中沟道效应的方法有()。
A:降低离子注入能量 B:衬底表面沉积非晶薄膜 C:倾斜衬底 D:升高衬底温度答案:衬底表面沉积非晶薄膜;倾斜衬底;升高衬底温度4.制造单晶硅衬底的方法包括()。
A:外延生长法 B:氧化还原法 C:直拉法 D:区域熔融法答案:直拉法;区域熔融法5.当硅中掺杂浓度越小时,费米能级越靠近Ei。
() A:错 B:对答案:对第二章测试1.对于长沟道MOSFET器件,发生夹断后,下面说法中正确的是()。
A:B:Vg≥Vd+Vth C:沟道中漏极一侧的电位为0 D:Vg继续增加,Id不会继续增大答案:Vg≥Vd+Vth;沟道中漏极一侧的电位为0;Vg继续增加,Id不会继续增大2.沟道长度缩短有可能对MOSFET器件产生哪些影响()。
A:器件的漏极电流增大 B:器件的集成度增加 C:阈值电压增大 D:器件的可靠性劣化答案:器件的漏极电流增大;器件的集成度增加;器件的可靠性劣化3.有关MOSFET器件亚阈值摆幅(S)的说法错误的是()A:B:亚阈值摆幅的单位是mV C:温度升高,亚阈值摆幅增大D:答案:亚阈值摆幅的单位是mV4.有关MOSFET器件特征长度的说法正确的是()A:栅氧化层介电常数越厚,特征长度越小 B:沟道长度相等的器件,特征长度越小,DIBL越小 C:与器件的沟道长度呈正比 D:仅与器件的结构参数有关答案:沟道长度相等的器件,特征长度越小,DIBL越小5.MOSFET器件的阈值电压实际上是栅极MOS电容强反型区的起点。
() A:对 B:错答案:对第三章测试1.下面有关浸没式光刻技术的说法,正确的是()A:在目镜和衬底间填充水 B:由台积电的工程师林本坚发明 C:能够增大物镜的数值孔径 D:能够减小光的波长答案:由台积电的工程师林本坚发明;能够增大物镜的数值孔径;能够减小光的波长2.相移光刻技术中,使光产生相位差的方法包括:()A:在掩膜板上的透光区域中添加移相器 B:利用整面透光的石英板,改变局部区域的厚度 C:改变石英掩膜板的倾斜角 D:减小未沉积铬区域的石英板厚度答案:在掩膜板上的透光区域中添加移相器;利用整面透光的石英板,改变局部区域的厚度;减小未沉积铬区域的石英板厚度3.根据瑞利判据得到的光刻分辨率极限,表达式为()A: B:C: D:答案:4.正光刻胶和负光刻胶中,光敏剂的作用分别是()A:交联催化剂,提供自由基B:交联催化剂,交联催化剂C:提供自由基,交联催化剂D:提供自由基,提供自由基答案:提供自由基,交联催化剂5.光刻是集成电路制造过程中总成本最高的工艺。
固体物理与半导体物理智慧树知到课后章节答案2023年下浙江大学浙江大学第一章测试1.半导体电阻率的范围通常为()Ω·cmA:B:>10C:D:>>10答案:2.半导体的特性包括()A:导通特性B:温度敏感性C:光敏感性D:杂质敏感性答案:温度敏感性;光敏感性;杂质敏感性3.随着温度升高,半导体的电阻率一定升高()答案:错4.半导体材料的电阻率,跨越了非常大的范围,使得我们能够通过各种效应来对它们进行调制,比如,我们可以通过掺杂改变半导体的电阻率()A:对 B:错答案:对5.摩尔定律,是指单位面积的集成电路上晶体管数目,或者说集成电路的集成度,每18个月要增加一倍。
()A:错 B:对答案:对第二章测试1.半导体材料最常见的晶体结构不包括()A:纤锌矿型结构B:闪锌矿型结构C:金刚石型结构D:密堆积结构答案:密堆积结构2.描述晶体结构的最小体积重复单元的是()A:原胞B:晶胞D:基矢答案:原胞3.正四面体的对称操作有()个A:24B:32C:16D:8答案:244.晶体结构的基本特点不包括()A:周期性B:重复性C:各向异性D:单一性答案:各向异性;单一性5.各向异性不是晶体的基本特性之一。
()A:对 B:错答案:错第三章测试1.每个布里渊区的体积均相等,都等于倒格子()的体积。
A:单胞B:原胞C:晶胞D:晶体答案:原胞2.周期性边界条件决定了电子的波矢K在第()布里渊区内可取值数量与晶体的初基元胞数N相等。
A:三B:二C:四D:一答案:一3.布里渊区的特点不包括 ( )A:各个布里渊区的形状都不相同B:各布里渊区经过适当的平移,都可移到第一布里渊区且与之重合C:每个布里渊区的体积都不相等D:晶体结构的布喇菲格子虽然相同,但其布里渊区形状却不会相同答案:每个布里渊区的体积都不相等;晶体结构的布喇菲格子虽然相同,但其布里渊区形状却不会相同4.对于一定的布喇菲晶格,基矢的选择是不唯一的,但是对应的倒格子空间是唯一的。
第五篇 题解-非平衡载流子刘诺 编5-1、何谓非平衡载流子?非平衡状态与平衡状态的差异何在?解:半导体处于非平衡态时,附加的产生率使载流子浓度超过热平衡载流子浓度,额外产生的这部分载流子就是非平衡载流子。
通常所指的非平衡载流子是指非平衡少子。
热平衡状态下半导体的载流子浓度是一定的,产生与复合处于动态平衡状态,跃迁引起的产生、复合不会产生宏观效应。
在非平衡状态下,额外的产生、复合效应会在宏观现象中体现出来。
5-2、漂移运动和扩散运动有什么不同?解:漂移运动是载流子在外电场的作用下发生的定向运动,而扩散运动是由于浓度分布不均匀导致载流子从浓度高的地方向浓度底的方向的定向运动。
前者的推动力是外电场,后者的推动力则是载流子的分布引起的。
5-3、漂移运动与扩散运动之间有什么联系?非简并半导体的迁移率与扩散系数之间有什么联系?解:漂移运动与扩散运动之间通过迁移率与扩散系数相联系。
而非简并半导体的迁移率与扩散系数则通过爱因斯坦关系相联系,二者的比值与温度成反比关系。
即T k q D 0=μ5-4、平均自由程与扩散长度有何不同?平均自由时间与非平衡载流子的寿命又有何不同?答:平均自由程是在连续两次散射之间载流子自由运动的平均路程。
而扩散长度则是非平衡载流子深入样品的平均距离。
它们的不同之处在于平均自由程由散射决定,而扩散长度由扩散系数和材料的寿命来决定。
平均自由时间是载流子连续两次散射平均所需的自由时间,非平衡载流子的寿命是指非平衡载流子的平均生存时间。
前者与散射有关,散射越弱,平均自由时间越长;后者由复合几率决定,它与复合几率成反比关系。
5-5、证明非平衡载流子的寿命满足()τte p t p -∆=∆0,并说明式中各项的物理意义。
证明:()[]ppdt t p d τ∆=∆-=非平衡载流子数而在单位时间内复合的子的减少数单位时间内非平衡载流时刻撤除光照如果在0=t则在单位时间内减少的非平衡载流子数=在单位时间内复合的非平衡载流子数,即()[]()1−→−∆=∆-pp dt t p d τ在小注入条件下,τ为常数,解方程(1),得到()()()20−→−∆=∆-p te p t p τ式中,Δp (0)为t=0时刻的非平衡载流子浓度。
半导体物理学陈延湖§产生率:单位时间、单位体积中产生的载流子对,对(个)/s ·cm3,记为G 。
在达到热平衡时,产生率必须等于复合率,即:GR b thermal =_所以一定温度下的产生率G 为:200_ib thermal rn p rn R G ===在所有非简并情况下带间直接产生率基本相同,即G 与温度有关,而与n, p 无关。
说明对Si 、Ge ,直接复合不是主要的复合机制 而实验发现,半导体中杂质越多、晶格缺陷越多,寿命就越短,即杂质和缺陷有促进复合的作用。
这就是间接复合。
根据直接复合理论,T =300k ,计算得到本征硅,锗中少子寿命:Ge :τ= 0.3s Si :τ= 3.5s但实验值远小于计算值(约几ms )2 间接复合间接复合:通过杂质或缺陷能级Et进行的复合 复合中心:能够促进复合过程的杂质或缺陷下面只讨论具有单一复合中心能级的情况,即SRH理论:Schockly、Real、Hall,也称为SRH复合间接复合可分为2步骤,涉及4个微观过程乙过程:单位时间、单位体积复合中心Et 向导带发射的电子数为电子产生率。
tt n n s n G −=∝电子产生率S -为比例系数, 称为电子激发几率同理相应的丙过程空穴俘获率为tp p pn r R =)(t t p n N s G −=+ 相应的丁过程空穴产生率为S +为比例系数, 称为空穴激发几率r p 为比例系数,称为空穴俘获系数E③复合中心的俘获截面n T p Tr v r v σσ−+==假设复合中心为截面积为σ的球体,则σ-——电子俘获截面σ+——空穴俘获截面v T 载流子热运动速度σ的意义:代表复合中心俘获载流子的本领俘获系数:3 表面复合实验表明少子的寿命受半导体的形状和表面状态的影响,表面复合就是发生在半导体表面的复合过程。
表面处的杂质和表面特有的缺陷在禁带中形成复合能级,所以就复合机理看,表面复合仍然属于间接复合。
第五章习题1. 在一个n 型半导体样品中,过剩空穴浓度为1013cm -3, 空穴的寿命为100us 。
计算空穴的复合率。
2. 用强光照射n 型样品,假定光被均匀地吸收,产生过剩载流子,产生率为,空穴寿命为τ。
(1)写出光照下过剩载流子所满足的方程; (2)求出光照下达到稳定状态时的过载流子浓度。
3. 有一块n 型硅样品,寿命是1us ,无光照时电阻率是10Ω∙cm 。
今用光照射该样品,光被半导体均匀的吸收,电子-空穴对的产生率是1022cm -3∙s-1,试计算光照下样品的电阻率,并求电导中少数在流子的贡献占多大比例?s cm pU s cm p Up 3171010010313/10U 100,/10613==∆=====∆-⨯∆-ττμτ得:解:根据?求:已知:τττττg p g p dtp d g Aet p g p dt p d L L tL=∆∴=+∆-∴=∆+=∆+∆-=∆∴-.00)2()(达到稳定状态时,方程的通解:梯度,无飘移。
解:均匀吸收,无浓度cm s pq nq q p q n pq np cm q p q n cm g n p g ppn p n p n pn L /06.396.21.0500106.1101350106.11010.0:101:1010100.1916191600'000316622=+=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯+=∆+∆++=+=Ω=+==⨯==∆=∆=+∆-----μμμμμμσμμρττ光照后光照前光照达到稳定态后4. 一块半导体材料的寿命τ=10us ,光照在材料中会产生非平衡载流子,试求光照突然停止20us 后,其中非平衡载流子将衰减到原来的百分之几?5. n 型硅中,掺杂浓度N D =1016cm -3, 光注入的非平衡载流子浓度∆n=∆p=1014cm -3。
计算无光照和有光照的电导率。
6. 画出p 型半导体在光照(小注入)前后的能带图,标出原来的的费米能级和光照时的准费米能级。
半导体物理第五章习题答案第5章非平衡载流子1. 一个n 型半导体样品的额外空穴密度为1013cm -3,已知空穴寿命为100s ,计算空穴的复合率。
解:复合率为单位时间单位体积内因复合而消失的电子-空穴对数,因此1317306101010010U cm s ρτ--===??V 2. 用强光照射n 型样品,假定光被均匀吸收,产生额外载流子,产生率为g p ,空穴寿命为,请①写出光照开始阶段额外载流子密度随时间变化所满足的方程;②求出光照下达到稳定状态时的额外载流子密度。
解:⑴光照下,额外载流子密度n =p ,其值在光照的开始阶段随时间的变化决定于产生和复合两种过程,因此,额外载流子密度随时间变化所满足的方程由产生率g p 和复合率U 的代数和构成,即()p d p pg dt τ=-V V ⑵稳定时额外载流子密度不再随时间变化,即()0d p dt=V ,于是由上式得0p p p p g τ?=-=3. 有一块n 型硅样品,额外载流子寿命是1s ,无光照时的电阻率是10cm 。
今用光照射该样品,光被半导体均匀吸收,电子-空穴对的产生率是1022/cm 3s ,试计算光照下样品的电阻率,并求电导中少数载流子的贡献占多大比例解:光照被均匀吸收后产生的稳定额外载流子密度226163101010 cm p p n g τ-?=?==?=-取21350/()n cm V s μ=?,2500/()p cm V s μ=?,则额外载流子对电导率的贡献1619()10 1.610(1350500) 2.96 s/cm n p pq σμμ-=?+=+=V 无光照时0010.1/s cm σρ==,因而光照下的电导率0 2.960.1 3.06/s cm σσσ=+=+=V相应的电阻率 110.333.06cm ρσ===Ω? 少数载流子对电导的贡献为:p p p p q p pq pq g σμμτμ=≈=V 代入数据:16190()10 1.6105000.8/p p p p p q pq s cm σμμ-=+?≈?==∴00.80.26263.06p σσσ===+V ﹪即光电导中少数载流子的贡献为26﹪4.一块半导体样品的额外载流子寿命 =10s ,今用光照在其中产生非平衡载流子,问光照突然停止后的20s 时刻其额外载流子密度衰减到原来的百分之几解:已知光照停止后额外载流子密度的衰减规律为0()tP t p e τ-=V V因此光照停止后任意时刻额外载流子密度与光照停止时的初始密度之比即为()tP t e P τ-=V V 当520210t s s μ-==?时202100(20)0.13513.5P e e P --====V V ﹪ 5. 光照在掺杂浓度为1016cm -3的n 型硅中产生的额外载流子密度为n=p=1016cm -3。