09级半导体器件物理A卷答案

常州信息职业技术学院2010－2011学年第一学期　半导体器件物理　　课程期末试卷 班级 班级管理量化考核细则初中班级管理量化细则班级心理健康教育计划班级建设班级德育计划 　　　姓名　　　　学号　　　　成绩　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　装　　　　　　　　　　　　　订　　　　　　　　　　　　线　　　　　　　　　　　　　　　　　 项目 一 二 三 四 五 总分 满分 100 得分 1、选择题：（含多项选择，共30分，每空1分，错选、漏选、多选均不得分）1．半导体硅 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 的晶格结构是（A）A金刚石B闪锌矿C纤锌矿2．下列固体中，禁带宽度Eg最大的是（C）Ａ金属　　　　　Ｂ半导体　　　　　Ｃ绝缘体3．硅单晶中的层错属于（C）Ａ点缺陷Ｂ线缺陷Ｃ面缺陷4．施主杂质电离后向半导体提供（B），受主杂质电离后向半导体提供（A），本征激发后向半导体提供（AB）。A空穴B电子5．砷化镓中的非平衡载流子复合主要依靠（A）A直接复合B间接复合C俄歇复合6．衡量电子填充能级水平的是（B）Ａ施主能级　　Ｂ费米能级　　Ｃ　受主能级D缺陷能级7．载流子的迁移率是描述载流子(A)的一个物理量；载流子的扩散系数是描述载流子(B)的一个物理量。A在电场作用下的运动快慢B在浓度梯度作用下的运动快慢8．室温下，半导体Si中掺硼的浓度为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570K，则多子浓度约为（F），少子浓度为（F），费米能级（I）。（已知：室温下，ni≈1.5×1010cm－3，570K时，ni≈2×1017cm－3）A1014cm－3B1015cm－3C1.1×1015cm－3D2.25×105cm－3E1.2×1015cm－3F2×1017cm－3G高于EiH低于EiI等于Ei9．载流子的扩散运动产生（C）电流，漂移运动产生（A）电流。A漂移B隧道C扩散10．下列器件属于多子器件的是（BD）Ａ稳压二极管　　Ｂ肖特基二极管　　Ｃ发光二极管D隧道二极管11．平衡状态下半导体中载流子浓度n0p0=ni2，载流子的产生率等于复合率，而当np<ni2时，载流子的复合率（C）产生率Ａ大于　　　　Ｂ等于　　　　Ｃ小于　　12．实际生产中，制作欧姆接触最常用的方法是（A）Ａ重掺杂的半导体与金属接触Ｂ轻掺杂的半导体与金属接触13．在下列平面扩散型双极晶体管击穿电压中数值最小的是（C）ABVCEOBBVCBOCBVEBO14．MIS结构半导体 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面出现强反型的临界条件是（B）。（VS为半导体表面电势；qVB=Ei-EF）AVS=VBBVS=2VBCVS=015．晶体管中复合与基区厚薄有关，基区越厚，复合越多，因此基区应做得（C）A．较厚B．较薄C．很薄16．pn结反偏状态下，空间电荷层的宽度随外加电压数值增加而（A）。A．展宽B．变窄C．不变17．在开关器件及与之相关的电路制造中，（C）已作为缩短少数载流子寿命的有效手段。A钝化工艺B退火工艺C掺金工艺18．在二极管中，外加反向电压超过某一数值后，反向电流突然增大，这个电压叫（B）。A饱和电压B击穿电压C开启电压19．真空能级和费米能级的能值差称为（A）A功函数B亲和能C电离电势20．平面扩散型双极晶体管中掺杂浓度最高的是（A）A发射区B基区C集电区21．栅电压为零，沟道不存在，加上一个负电压才能形成P沟道，该MOSFET为（A）AP沟道增强型BP沟道耗尽型CN沟道增强型DN沟道耗尽型2、判断题（共20分，每题１分）1．（√）半导体材料的导电性能介于导体和绝缘体之间。2．（√）半导体中的电子浓度越大，则空穴浓度越小。3．（×）半导体中载流子低温下发生的散射主要是晶格振动的散射。4．（×）杂质半导体的电阻率随着温度的增加而下降。5．（√）半导体中杂质越多，晶格缺陷越多，非平衡载流子的寿命就越短。6．（√）非简并半导体处于热平衡状态的判据是n0p0=ni2。7．（√）MOSFET只有一种载流子（电子或空穴）传输电流。8．（√）反向电流和击穿电压是表征晶体管性能的主要参数。9．（×）同一种材料中，电子和空穴的迁移率是相同的。10．（√）MOS型的集成电路是当今集成电路的主流产品。11．（√）平衡PN结中费米能级处处相等。12．（√）能够产生隧道效应的PN结二极管通常结的两边掺杂都很重，杂质分布很陡。13．（√）位错就是由范性形变造成的，它可以使晶体内的一原子或离子脱离规则的周期而位移一段距离。14．（√）在某些气体中退火可以降低硅-二氧化硅系统的固态电荷和界面态。15．（√）高频下，pn结失去整流特性的因素是pn结电容16．（×）pn结的雪崩击穿电压主要取决于高掺杂一侧的杂质浓度。17．（√）要提高双极晶体管的直流电流放大系数α、β值，就必须提高发射结的注入系数和基区输运系数。18．（√）二氧化硅层中对器件稳定性影响最大的可动离子是钠离子。19．（×）制造MOS器件常常选用[111]晶向的硅单晶。20．（√）场效应晶体管的源极和漏极可以互换，但双极型晶体管的发射极和集电极是不可以互换的。3、名词解释(共15分，每题5分，给出关键词得3分)1．雪崩击穿随着PN外加反向电压不断增大，空间电荷区的电场不断增强，当超过某临界值时，载流子受电场加速获得很高的动能，与晶格点阵原子发生碰撞使之电离，产生新的电子—空穴对，再被电场加速，再产生更多的电子—空穴对，载流子数目在空间电荷区发生倍增，犹如雪崩一般，反向电流迅速增大，这种现象称之为雪崩击穿。2．非平衡载流子由于外界原因，迫使半导体处于与热平衡状态相偏离的状态，称为非平衡状态，其载流子浓度可以比平衡状态时多出了一部分，比平衡时多出了的这部分载流子称为非平衡载流子。3．共有化运动当原子相互接近形成晶体时，不同原子的内外各电子壳层之间就有了一定程度的交叠，相邻原子最外层交叠最多，内壳层交叠较少。原子组成晶体后，由于电子壳层的交叠，电子不再完全局限在某一个原子上，可以由一个原子转移到相邻的原子上去，因而，电子将可以在整个晶体中运动，这种运动称为电子的共有化运动。4、问答题（22分）1．简述肖特基二极管的优缺点。（6分，每小点1分）优点：（1）正向压降低（2）温度系数小（3）工作频率高。（4）噪声系数小缺点：（1）反向漏电流较大（2）耐压低2．MIS结构中，以金属—绝缘体—P型半导体为例，半导体表面在什么情况下成为积累层？什么情况下出现耗尽层和反型层？（6分，每小点2分）积累状态：当金属与半导体之间加负电压时，表面势为负值，表面处能带向上弯曲，表面层内就会出现空穴的堆积。（2分）耗尽状态：当金属与半导体之间加正电压时，表面势为正值，表面处能带向下弯曲，表面处的空穴浓度较体内的低得多，这种状态就叫做耗尽状态。（2分）反型状态：当正电压进一步增加时，能带进一步向下弯曲，使表面处的费米能级高于中央能级Ei，这意味着表面的电子浓度将超过空穴浓度，形成反型层。（2分）3．如何加电压才能使NPN晶体管起放大作用。请画出平衡时和放大工作时的能带图。（10分，回答4分，其中每一点各2分；图6分，其中无偏压能带2分，加偏压能带2分，标注势垒高度2分）答：要使NPN晶体管起放大作用，发射结要加正向偏压（2分），集电结反向偏压。（2分）放大工作时的能带图如下：5、计算题（共13分，其中第一小题5分，第二小题5分，第三小题3分）1.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p0，其中本征载流子浓度ni=2×1010个/cm3。（2）如果在（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？（3）若在（1）中掺入NA=1×1015个/cm3的受主，那么电子n0和空穴浓度p0又为多少？解：（1）300K时可认为施主杂质全部电离。（1分）则（2分）（2分）（2）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。（1分）则（2分）（2分）（3）因为施主和受主相互完全补偿，杂质的掺杂不起作用。因此该半导体可看作是本征半导体（实际上不是）。（1分）则（2分）�EMBEDEquation.3����EMBEDEquation.3����EMBEDEquation.3���_1354527618.unknown_1354528740.unknown_1354527435.unknown