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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
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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、n型阻挡层 B、p型阻挡层 C、p型反阻挡层 D、n型反阻挡层
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12、欧姆接触是指（ D ）的金属－半导体接触。 A、Wms=0 B、Wms＜0
C、Wms＞0 D、阻值较小并且有对称而线性的伏－安特性
13、MOS器件中SiO2层中的固定表面电荷主要是（ B ），它能引起半导体表面层中的能带（ C ）弯曲,要恢复平带，必须在金属与半导体间加（ F ）。 A．钠离子； B硅离子.；C.向下；D.向上；E. 正电压；F. 负电压
二、证明题：（8分）
由金属－SiO2－P型硅组成的MOS结构，当外加的电压使得半导体表面载流子浓度ns 与内部多数载流子浓度Pp0相等时作为临界强反型层条件，试证明：此时半导体的表面势为：
Vs?2VB?Ei?EF2kTNAln,其中VB? qniq证明：设半导体的表面势为VS，则表面的电子浓度为：
qVSni2qVns?np0exp()?exp(S) （2分）
KTpp0KT
当ns=pp0时，有：pp02?niexp(
qVS) （1分） 2KT
E?EVE?EFqV?NVexp(?F)?niexp(?i)?niexp(B) （2分）
KTKTKT
Pp0?niexp(qVS), （1分） KT另外：pp0比较上面两个式子，可知VS=2VB
饱和电离时，Pp0=NA,即：
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NA?niexp(qVS) （1分） 2KT2KTNAln （1分） qni故：Vs?2VB?
三、简答题（32分）
1、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）
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I I V V
Schottky 势垒接触的I-V特性 欧姆接触的I-V特性
（2分） （2分）
2、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：
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电子科技大学2007半导体物理期末考试试卷试题答案
