半导体物理学期末复习试题及答案.docx
一、 选择题1. 假设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；假设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；假设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供给 B，施主杂质电离后向半导体供给C，本征激发向半导体供给 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 构造发生多子积存时，外表的导电类型与体材料的类型A。A. 一样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，当温度上升时， 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. 靠近禁带中心 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态被电子占据的概率为A。小的量子A. 大于 1/2B. 小于 1/2C. 等于 1/2D. 等于 1E. 等于 09. 如以以下图的 P 型半导体 MIS 构造的 C-V 特性图中，AB 段代表A，CD 段代表 B。A. 多子积存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，假设光照突然停顿t =t 后，其中非平衡载流子将衰减为原来的A。A. 1/eB. 1/2C. 0D. 2/e12. 载流子在电场作用下的运动为 A，由于浓度差引起的运动为 B。A. 漂移运动B. 集中运动 C. 热运动13. 锗的晶格构造和能带构造分别是 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14. 非简并半导体是指 A的半导体。A.能使用玻耳兹曼近似计算载流子浓度B.用费米分布计算载流子浓度15. 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D有关，而与 C 无关。A、变化量； B、常数； C、杂质浓度和杂质类型； D、禁带宽度和温度二、证明题1、 对 于某 n型半导 体， 其杂 质浓 度为 N, 试证明DNE- ECF= kT ln NCD1、证：设杂质全部电离，则n = N0D又n = NEe- C- EFkT0CN由上两式可得E- ECF= kT ln NCD2、 对于某半导体，其能带如以以下图，试证明其为 P 型半导体， 即证明 p0>n02、证：非兼并半导体n-EE= N e- CF0p = NkTCE-Ee- FV由题意有E- ECF0E- EFVkTV, 而N» NVC故可得p0> n , 为p型半导体。0三、计算画图题0I1. 计算1掺入 ND 为 1×1015 个/cm3 的施主硅，在室温300K 时的电子 n0 和空穴浓度 p ，其中本征载流子浓度 n =1010 个/cm3。（2） 假设在1中掺入 NA=5×1014 个/cm3 的受主，那么电子 n0和空穴浓度 p0 分别为多少？1. 解：1 300K 时可认为施主杂质全部电离。n= N= 1´1015 个/cm3oD()n 21010 2P=iOno= 1´105 个/cm31´10152掺入了 NA=5×1014 个/cm3 的受主，那么同等数量的施主得到了补偿。2 室 温 下 ， 硅 本 征 载 流 子 浓 度 nI=1010个 /cm3 ，m= 1450cm 2 / V × s mnp= 500cm2 / V .s ，1计算本征电导率，2假设硅原子的浓度为 5´1022 cm-3 ，掺入施主杂质，使每10 6个硅原子中有一个杂质原子，计算室温下电子浓度和空穴浓度(设杂质全部电离)，试求该掺杂硅材料的电阻率。解：1s= n q(m + m ) = 3.12´10-6 S × cmiinp2 ND= 5 ´1022 cm -3106= 5 ´1016 cm -3杂质全部电离n0= N， pni=2D0n= 2 ´103cm-303 r 1= 0.086W × cmnn qm0n3、施主浓度 ND= 1016 cm-3 的N 型硅En=0.12eV，其亲和势为c =4.05eV ，与功函数为 4.3 eV 的金属 Al 严密接触，1接触后形成阻挡层还是反阻挡层，2求半导体端和金属端的势垒高度。解：1当金属功函数大于半导体功函数时，电子由半导体流向金属端，形成阻挡层2w s=4.05+0.12=4.17eVqV= W-W= 0.13eVDmSqf= W- c = 0.25eVmm4. MIS 构造中，以金属绝缘体P 型半导体为例，当 VG>0 但不是很大时，半导体外表空间电荷区为什么状态，并画出此时的能带图和电荷密度分布图。解：当金属与半导体之间加正电压，外表势为正值，外表处能带向下弯曲，外表处的空穴浓度较体内的低得多，这种状态就叫做耗尽状态。5. 光均匀照耀在电阻率为 6 W× cm 的 n 型 Si 样品上，电子空穴对的产生率为 4×1021cm-3s-1，样品寿命为8µs。试计算光照前后样品的电导率。 mn= 3600cm 2 /V × s ， mp= 1700cm2 /V × s s= 1 = 1 (W × cm )-1解：光照前 0r6光照后Dp = gt ，s = s0 + Dpq (mn + mp )» 27.3(W× cm)-1
