2006半导体物理b考试参考答案即评分标准

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1、电子科大2005－2006年第一学期一、选择填空（含多选题）（18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

2、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、(EC-EF)或(EF-EV)≤0B、(EC-EF)或(EF-EV)≥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、当Au掺入Si中时，它引入的杂质能级是（A）能级，在半导体中起的是（C）的作用；当B掺入Si中时，它引入的杂质能级是（B）能级，在半导体中起的是（D）的作用。A、施主B、受主C、深D、浅7、在某半导体掺入硼的浓度为1014cm-3,磷为1015cm-3，则

3、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-38、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EV为基准）的顺序是(B)A.甲乙丙；B.甲丙乙；C.乙丙甲；D.丙甲乙9、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）。A、平方成正比；B、3/2次方成反比；C、平方成反比；D、1/2次方成正比；10、公式中的是载流子的（C）。A、散

4、射时间；B、寿命；6C、平均自由时间；C、扩散系数。11、对大注入下的直接复合，非子寿命与平衡载流子浓度（A）A.无关；B.成正比；C.成反比；D.的平方成反比12、欧姆接触是指（D）的金属－半导体接触。A、Wms=0B、Wms＜0C、Wms＞0D、阻值较小并且有对称而线性的伏－安特性13、在MIS结构的金属栅极和半导体上加一变化的电压，在栅极电压由负值增加到足够大的正值的的过程中，如半导体为P型，则在半导体的接触面上依次出现的状态为（B）。A.少数载流子反型状态，多数载流子耗尽状态，多数载流子堆积状态B.多数载流子堆积状态，多数载流子耗尽状态，

5、少数载流子反型状态C.多数载流子耗尽状态，多数载流子堆积状态，少数载流子反型状态D.少数载流子反型状态，多数载流子堆积状态，多数载流子耗尽状态14、MOS器件绝缘层中的可动电荷是（C）A．电子；B.空穴；C.钠离子；D.硅离子。二、证明题：（8分）试用一维非均匀掺杂（掺杂浓度随x的增加而下降），非简并p型半导体模型导出爱因斯坦关系式：证明：由于掺杂浓度不均匀，电离后空穴浓度也不均匀，形成扩散电流：空穴向右扩散的结果，使得左边带负电，右边带正电，形成反x方向的自建电场E,产生漂移电流：稳定时两者之和为零，即：而，有电场存在时，在各处产生附加势能－q

6、V(x)，使得能带发生倾斜。在x处的价带顶为：EV(x)=EV-qV(x)，则x处的空穴浓度为：则：6故：三、简答题（28分）1、试说明浅能级杂质和深能级杂质的物理意义及特点？（4分）答：物理意义：在纯净的半导体中，掺入少量的其它元素杂质，对半导体的性能影响很大。由于杂质的存在，使得该处的周期性势场受到扰乱，因而杂质的电子不能处于正常的导带或价带中，而是在禁带中引入分裂能级，即杂质能级。根据杂质能级在禁带中的位置不同，分为深能级杂质和浅能级杂质。又根据杂质电离后施放的电子还是空穴，分为施主和受主两类。（2分）特点：对于浅能级杂质，施主或受主能级离

7、导带底或价带顶很近，电离能很小，在常温下，杂质基本全部电离，使得导带或价带增加电子或空穴，它的重要作用是改变半导体的导电类型和调节半导体的导电能力。对于深能级杂质，能级较深，电离能很大，对半导体的载流子浓度和导电类型没有显著的影响，但能提供有效的复合中心，可用于高速开关器件。（2分）2、什么样的金半接触具有整流效应（考虑在n型和p型的情况）？(5分)答：能形成阻挡层的金半接触才具有整流效应。（1分）即金属和n型半导体接触时，若金属的功函数大于半导体的功函数，在半导体表面形成一个正的空间电荷区能带向上弯，是电子的势垒区，电子浓度比体内小得多，是个高

8、阻区；（2分）或者金属和p半导体接触时，若金属的功函数小半导体的功函数，在半导体表面形成负的空间电荷区，能带向下弯，是空穴的势垒区，空穴