成都理工大学应用物理07级半导体期末试题
半导体物理期末试卷(含部分答案
一、填空题1．纯净半导体Si 中掺V 族元素的杂质，当杂质电离时释放 电子 。
这种杂质称 施主 杂质；相应的半导体称 N 型半导体。
2．当半导体中载流子浓度的分布不均匀时，载流子将做 扩散 运动；在半导体存在外加电压情况下，载流子将做 漂移 运动。
3．n o p o =n i 2标志着半导体处于 平衡 状态，当半导体掺入的杂质含量改变时，乘积n o p o 改变否？不变 ；当温度变化时，n o p o 改变否？ 改变 。
4．非平衡载流子通过 复合作用 而消失， 非平衡载流子的平均生存时间 叫做寿命τ，寿命τ与 复合中心 在 禁带 中的位置密切相关，对于强p 型和 强n 型材料，小注入时寿命τn 为 ，寿命τp 为 .5． 迁移率 是反映载流子在电场作用下运动难易程度的物理量， 扩散系数 是反映有浓度梯度时载 qn n 0=μ ，称为 爱因斯坦 关系式。
6．半导体中的载流子主要受到两种散射，它们分别是电离杂质散射 和 晶格振动散射 。
前者在 电离施主或电离受主形成的库伦势场 下起主要作用，后者在 温度高 下起主要作用。
7．半导体中浅能级杂质的主要作用是 影响半导体中载流子浓度和导电类型 ；深能级杂质所起的主要作用 对载流子进行复合作用 。
8、有3个硅样品，其掺杂情况分别是：甲 含铝1015cm -3 乙. 含硼和磷各1017 cm -3 丙 含镓1017 cm -3 室温下，这些样品的电阻率由高到低的顺序是 乙 甲 丙 。
样品的电子迁移率由高到低的顺序是甲丙乙 。
费米能级由高到低的顺序是 乙> 甲> 丙 。
9．对n 型半导体，如果以E F 和E C 的相对位置作为衡量简并化与非简并化的标准，那么 T k E E F C 02>- 为非简并条件； T k E E F C 020≤-< 为弱简并条件； 0≤-F C E E 为简并条件。
10．当P-N 结施加反向偏压增大到某一数值时，反向电流密度突然开始迅速增大的现象称为 PN 结击穿 ，其种类为： 雪崩击穿 、和 齐纳击穿（或隧道击穿） 。
半导体物理学(第七版)完整答案
半导体物理学(第七版)完整答案第一章习题1．设晶格常数为a 的一维晶格，导带极小值附近能量E c (k)和价带极大值附近能量E V (k)分别为：E C （K ）=0220122021202236)(,)(3m k h m k h k E m k k h m k h V -=-+ 0m 。
试求：为电子惯性质量，nm a ak 314.0,1==π（1）禁带宽度;（2）导带底电子有效质量; （3）价带顶电子有效质量;（4）价带顶电子跃迁到导带底时准动量的变化 解：（1）eVm k E k E E E k m dk E d k m kdk dE Ec k k m m m dk E d k k m k k m k V C g V V V c 64.012)0()43(0,060064338232430)(2320212102220202020222101202==-==<-===-==>=+===-+ 因此：取极大值处，所以又因为得价带：取极小值处，所以：在又因为：得：由导带：043222*83)2(1m dk E d mk k C nC===sN k k k p k p m dk E d mk k k k V nV/1095.7043)()()4(6)3(25104300222*11-===⨯=-=-=∆=-== 所以：准动量的定义：2. 晶格常数为0.25nm 的一维晶格，当外加102V/m ，107 V/m 的电场时，试分别计算电子自能带底运动到能带顶所需的时间。
解：根据：tkhqE f ∆∆== 得qE k t -∆=∆sat sat 137192821911027.810106.1)0(1027.810106.1)0(----⨯=⨯⨯--=∆⨯=⨯⨯--=∆ππ补充题1分别计算Si （100），（110），（111）面每平方厘米内的原子个数，即原子面密度（提示：先画出各晶面内原子的位置和分布图）Si 在（100），（110）和（111）面上的原子分布如图1所示：（a ）(100)晶面 （b ）(110)晶面（c ）(111)晶面补充题2一维晶体的电子能带可写为)2cos 81cos 87()22ka ka ma k E +-=（， 式中a 为 晶格常数，试求（1）布里渊区边界； （2）能带宽度；（3）电子在波矢k 状态时的速度；（4）能带底部电子的有效质量*n m ；（5）能带顶部空穴的有效质量*p m解：（1）由0)(=dk k dE 得 an k π=（n=0，±1，±2…）进一步分析an k π)12(+= ，E （k ）有极大值， 222)ma k E MAX=（ank π2=时，E （k ）有极小值 所以布里渊区边界为a n k π)12(+= (2)能带宽度为222)()ma k E k E MINMAX=-（(3）电子在波矢k 状态的速度)2sin 41(sin 1ka ka ma dk dE v -==（4）电子的有效质量)2cos 21(cos 222*ka ka mdkEd m n-==能带底部 an k π2= 所以mm n2*=(5)能带顶部 a n k π)12(+=，且**np m m-=，所以能带顶部空穴的有效质量32*m mp=半导体物理第2章习题1. 实际半导体与理想半导体间的主要区别是什么？答：（1）理想半导体：假设晶格原子严格按周期性排列并静止在格点位置上，实际半导体中原子不是静止的，而是在其平衡位置附近振动。
2007-半导体物理期末考试试卷
………密………封………线………以………内………答………题………无………效……电子科技大学二零零七至二零零八学年第一学期期末考试一、选择填空（22×2=44分）1、在硅和锗的能带结构中，在布里渊中心存在两个极大值重合的价带，外面的能带（ B ），对应的有效质量（ C ），称该能带中的空穴为( E )。
A. 曲率大；B. 曲率小；C. 大；D. 小；E. 重空穴；F. 轻空穴2、在通常情况下，GaN呈（ A ）型结构，具有（ C ），它是（F ）半导体材料。
A. 纤锌矿型；B. 闪锌矿型；C. 六方对称性；D. 立方对称性；E.间接带隙；F. 直接带隙。
3、同一种施主杂质掺入甲、乙两种半导体，如果甲的相对介电常数εr是乙的3/4，m n*/m0值是乙的2倍，那么用类氢模型计算结果是（ D ）。
A.甲的施主杂质电离能是乙的8/3，弱束缚电子基态轨道半径为乙的3/4B.甲的施主杂质电离能是乙的3/2，弱束缚电子基态轨道半径为乙的32/9C.甲的施主杂质电离能是乙的16/3，弱束缚电子基态轨道半径为乙的8/3D.甲的施主杂质电离能是乙的32/9，弱束缚电子基态轨道半径为乙的3/84、.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.1/25、在Ⅱ－Ⅺ族化合物半导体如ZnO中，由于是有电负性差别较大的元素组成的晶体，其化学建主要呈（A ）的特征，当负离子空位如O空位出现时，将产生（ D ），它起（ E ）作用。
A.离子键；B.共价键；C.负电中心；D.正电中心；E.施主；F.受主6、在纯的半导体硅中掺入硼，在一定的温度下，当掺入的浓度增加时，费米能级向（A ）移动；当掺杂浓度一定时，温度从室温逐步，费米能级向( C )移动。
A.Ev ；B.Ec ；C.Ei；D. E F7、把磷化镓在氮气氛中退火，会有氮取代部分的磷，这会在磷化镓中出现（D ）。
成都理工大学工程技术学院2006-2007学年第二学期《大学物理》(上)期末试题(A)
图9
10 、 按 照 磁 介 质 在 磁 场 中 产 生 的 效 果 不 同 ， 可 将 磁 介 质 分 为 ________ 、
________和__________三大类。其中能大大地增强磁场的是___________。
三、计算题（6 小题，共 50 分）
1、如图 10 所示，一子弹水平射入放在摩擦系数为 μ 的桌面上的木块内（射
B、E 变大，C 变大，Q 变大，We 变大 D、E 不变，C 变小，Q 变大，We 不变
6、如图 2 所示，一质量为 m 的小球，带有电量 q ，悬于
＋
筑龙网
一丝线下端，线与一块很大的带电平面成 θ 角，带电平板的 电荷面密度为 σ ，则下列关系式中正确的是（ ）
A、 qσ = mgtanθ
R1 R2 · O 图8
《大学物段导线 ab = bc = l ，在 b 处相接而成 30o
角。若使导线在匀强磁场中以速率 v 运动。方向
如图 9 所示，磁场的磁感强度为 B ，方向向里。 a
cv
30o b
则 ac 间的电势差为_________，______点电势高。
入过程可看成是瞬间完成），木块原来静止，子弹射入后，子弹与木块一起运动。
子弹的质量
m¢
，初速度为
v0
，木块的质量为
m
。求：（1）木块在桌面上的运动
时间；（2）木块在桌面上行进的最大距离。（本题 10 分）
m¢
v0
m
图 10
筑龙网
《大学物理》试卷 第 4 页 共 7 页
成都理工大学工程技术学院
2006-2007 学年第二学期《大学物理》（上）期末试题（A）
筑龙网
一、单项选择题（每题 2.5 分，共 25 分）
半导体物理学期末复习试题及答案一(word文档良心出品)
一、选择题1.与绝缘体相比，半导体的价带电子激发到导带所需要的能量（ B ）。
A. 比绝缘体的大B.比绝缘体的小C. 和绝缘体的相同2.受主杂质电离后向半导体提供（ B ），施主杂质电离后向半导体提供（ C ），本征激发向半导体提供（ A ）。
A. 电子和空穴B.空穴C. 电子3.对于一定的N型半导体材料，在温度一定时，减小掺杂浓度，费米能级会（ B ）。
A.上移B.下移C.不变4.在热平衡状态时，P型半导体中的电子浓度和空穴浓度的乘积为常数，它和（ B ）有关A.杂质浓度和温度B.温度和禁带宽度C.杂质浓度和禁带宽度D.杂质类型和温度5.MIS结构发生多子积累时，表面的导电类型与体材料的类型（ B ）。
A.相同B.不同C.无关6.空穴是( B )。
A.带正电的质量为正的粒子B.带正电的质量为正的准粒子C.带正电的质量为负的准粒子D.带负电的质量为负的准粒子7.砷化稼的能带结构是（ A ）能隙结构。
A. 直接B.间接8. 将Si 掺杂入GaAs 中，若Si 取代Ga 则起（ A ）杂质作用，若Si 取代As 则起（ B ）杂质作用。
A. 施主B. 受主C. 陷阱D. 复合中心9. 在热力学温度零度时，能量比F E 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F E 小的量子态被电子占据的概率为（ A ）。
A. 大于1/2B. 小于1/2C. 等于1/2D. 等于1E. 等于010. 如图所示的P 型半导体MIS 结构的C-V 特性图中，AB 段代表（ A ），CD 段代表（B ）。
A. 多子积累B. 多子耗尽C. 少子反型D. 平带状态11. P 型半导体发生强反型的条件（ B ）。
A. ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=i A S n N q T k V ln 0B. ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛≥i A S n N q T k V ln 20 C. ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=i D S n N q T k V ln 0 D. ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛≥i D S n N q T k V ln 2012. 金属和半导体接触分为：（ B ）。
半导体物理期末试卷
半导体期末试题可能用到的物理常数：电子电量q=1.602×10-19C，真空介电常数ε0=8.854×10-12F/m，室温（300K）的，SiO2相对介电常数=3.9，N C=2.8×1019cm-3，300K时，n i(GaAs)=1.1×107cm-3.一、多选题:在括号中填入正确答案（共30分，共19题，每空1分）受主是能增加（B）浓度的杂质原子，施主是能增加（A）浓度的杂质原子，A、电子B、空穴2.如果杂质在化合物半导体中既能作施主又能作受主的作用，则这种杂质称为（ B ）。
A、受主B、两性杂质C、施主3.对于掺杂浓度为N D的非简并半导体，0 K下，其电子浓度=（ D ）；在低温下，其电子浓度=（ B ）；在高温本征温度下，其电子浓度=（ C ）；A、N DB、n D+C、n iD、04.对于宽带隙的半导体，激发电子从价带进入导带需要更（A ）的能量，本征温度区的起始温度更（ A ）。
A、高 B. 低5.在一定温度下，非简并半导体的平衡载流子浓度的乘积（C）本征载流子浓度的平方。
该关系（ D ）于本征半导体，（ D ）于非本征半导体。
A、大于B、小于C、等于D、适用E、不适用6.电子是（A），其有效质量为（D）；空穴是（B），其有效质量为（C）。
A、粒子B、准粒子C、负D、正E、07. p型半导体中的非平衡载流子特指（C ），其空穴的准费米能级（I ）电子的准费米能级。
A、n0B、p0C、ΔnD、ΔpE、nF、pG、高于H、等于I、小于8. 在室温下，低掺杂Si的载流子散射机制主要是（ B D ）。
A、压电散射B、电离杂质散射 C. 载流子-载流子散射D.晶格振动散射9. 适用于（ B ）半导体。
A、简并B、非简并10. Ge和Si是（B ）能隙半导体，（D）是主要的复合过程。
而GaAs是（A）能隙半导体，（ C ）是主要的复合过程。
A、直接B、间接C、直接复合D、间接复合11. 在外加电场作用下，载流子的（C）运动是定向的。
《半导体物理学》期末考试试卷参考答案(A卷)-往届
赣 南 师 范 学 院第1页 共2页2010–2011学年第一学期期末考试参考答案（A 卷）开课学院：物电学院 课程名称：半导体物理学 考试形式：闭卷，所需时间：120分钟注意事项：1、教师出题时请勿超出边界虚线；2、学生答题前将密封线外的内容填写清楚，答题不得超出密封线；3、答题请用蓝、黑钢笔或圆珠笔。
一、填空题（共30分，每空1分） 1、 电子 空穴 电子 2、 替位式 间隙式 3、 01()1exp()Ff E E E k T=-+ 在热平衡状态下，电子在允许的量子态上如何分布0()F E E k TB f E e--= 前者受泡利不相容原理的限制4、 电子 空穴 00n p 电子-空穴对 n p = 多数 少数 多数 注入的非平衡多数载流子浓度比平衡时的多数载流子浓度小得多 少数 注入的非平衡少数载流子浓度比平衡时的少数载流子浓度大得多5、 电子在导带和价带之间的直接跃迁，引起电子和空穴的直接复合 电子和空穴通过禁带的能级（复合中心）进行复合 发射光子 发射声子 将能量给予其它载流子，增加它们的动能6、 半导体表面非平衡载流子浓度比内部高扩散 扩散 漂移 漂移二、选择题（共10分，每题2分） 1、A 2、B 3、D 4、C 5、B 三、计算题（共60分）一、1、解：（1）因为n p nq pq σμμ=+，又2i np n =，所以22i n p i n nq q n n σμμ=+≥=根据不等式的性质，当且仅当n nq μ＝2i p n q nμ时，上式取等。
解得：1/2()p i nn n μμ=，即此时电导率σ最小。
相应地，此时21/2()i n ipn p n nμμ==（2）对本征Ge ：13192()2.510 1.610(19003800)2.2810(/)i i n p n q S cm σμμ--=+ =⨯⨯⨯⨯+ =⨯在最小电导率条件下：min 1319((2(2.510)(1.610)/n p i n q n q n S cm σμμ--2=+ =2 =⨯⨯⨯⨯ =2.12⨯10()（3）当材料的电导率等于本征电导率时，有：00()n p i n p n q p q n q μμμμ+=+即：200()i n p i n p n n q q n q n μμμμ+=+整理得:2200()0n i n p ip n n n n μμμμ-++=解得:0nn =带入数据得：00()2i i n n n n ==舍或赣南师范学院考试卷（ A 卷 ）第2页 共2页∴1330 1.2510/2in n cm ==⨯ 213300510/i n p cm n ==⨯显然，此材料是p 型材料。
半导体物理复习试题精编WORD版
半导体物理复习试题精编W O R D版IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】半导体复习试题1．对于大注入下的直接辐射复合，非平衡载流子的寿命与（D ）A. 平衡载流子浓度成正比B. 非平衡载流子浓度成正比C. 平衡载流子浓度成反比D. 非平衡载流子浓度成反比2．有3个硅样品，其掺杂情况分别是：含铝1×10-15cm-3乙.含硼和磷各1×10-17cm-3丙.含镓1×10-17cm-3室温下，这些样品的电阻率由高到低的顺序是（C ）A. 甲乙丙B. 甲丙乙C. 乙甲丙D. 丙甲乙3．有效复合中心的能级必靠近( A )禁带中部 B.导带 C.价带 D.费米能级4．当一种n型半导体的少子寿命由直接辐射复合决定时，其小注入下的少子寿命正比于（C ）A.1/n0B.1/△nC.1/p0D.1/△p5．以下4种半导体中最适合于制作高温器件的是（ D ）A. SiB. GeC. GaAsD. GaN6. 半导体的晶格结构式多种多样的，常见的Ge和Si材料，其原子均通过共价键四面体相互结合，属于金刚石结构；与Ge和Si晶格结构类似，两种不同元素形成的化合物半导体通过共价键四面体还可以形成闪锌矿和纤锌矿等两种晶格结构。
7. 如果电子从价带顶跃迁到导带底时波矢k不发生变化，则具有这种能带结构的半导体称为直接禁带半导体，否则称为间接禁带半导体，那么按这种原则分类，GaAs属于直接禁带半导体。
8. 半导体载流子在输运过程中，会受到各种散射机构的散射，主要散射机构有晶格振动散射、电离杂质散射、中性杂质散射、位错散射、载流子间的散射和等价能谷间散射。
9. 半导体中的载流子复合可以有很多途径，主要有两大类：带间电子-空穴直接复合和通过禁带内的复合中心进行复合。
10. 反向偏置pn结，当电压升高到某值时，反向电流急剧增加，这种现象称为pn结击穿，主要的击穿机理有两种：雪崩击穿和隧道击穿。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
………密………封………线………以………内………答………题………无………效……
成都理工大学二零零九至二零一零学年第二学期期末考试
半导体物理课程考试题 A 卷（120 分钟）考试形式：闭卷考试日期20 年月日课程成绩构成：平时30 分，期末70 分
一二三四五六七八九十合计复核人签名
得分
签名
可能用到的物理常数：电子电量q=1.602×10-19C，真空介电常数ε0=8.854×10-12F/m，室温（300K）的k0T=0.026eV，SiO2相对介电常数=3.9，n型<100>Si，A*=2.1×120A/(cm2·K2)，N C=2.8×1019cm-3,N V=1.04×1019cm-3
一、填空题:在括号中填入正确答案（共40分，共19题，每空1 分）
1.半导体Si是（）结构；导带和价带间的能隙称为（）；Si, Ge为（）能
隙半导体。
2.从价带中移出一个电子，会生成（）；半导体中同时存在电子和空穴两种载流子。
3.掺杂一般是为了（）半导体的电导率，如向Si中掺入（）可以得到n型半导
体；掺（）可以得到p型半导体。
4.如同时向硅Si中掺入浓度为N D的磷P和浓度为N A的硼B且全部电离，设N A>N D，则
此时Si为( )半导体。
5.对于杂质浓度较低的样品，迁移率随着温度升高而（）,这是由于晶格散射起主要
作用。
到杂质浓度高到1018cm-3以上后，在低温范围，随着温度的升高，电子迁移率反而（），到一定温度后才稍有下降，这是由于温度低时，（）起主要作用。
6.光照一块p型半导体，产生非平衡电子Δn和非平衡空穴Δp，则把非平衡电子Δn称为
（），而把非平衡空穴Δp称为非平衡多数载流子。
并且非平衡电子浓度Δn （）非平衡空穴浓度Δp；
7.金是有效的（），在半导体中引入少量的金，就能够显著（）少数载流子的寿命；得分
………密………封………线………以………内………答………题………无………效……
8.对于空穴陷阱来说，电子俘获系数r n( )空穴俘获系数r p。
对于电子陷阱来说，费米
能级E F以上的能级，越（）E F，陷阱效应越显著；
9.稳定注入，样品足够厚情况，非平衡载流子从表面向内部以（）衰减，用L P标
志着非平衡载流子深入样品的平均距离，称为（）；
10.爱因斯坦定律描述了同一种载流子的迁移率和（）之间的关系，如果扩散系数越
大，那么迁移率也（）；
11.连续性方程式是描述少数载流子随空间和时间变化所遵守的方程，同时考虑了
（）、扩散运动、（）以及其他外界因素引起单位时间、单位体积少数载流子的变化；
12.pn结的接触电势差和pn结两边的（）、温度、材料的禁带宽度有关系。
在一定温
度下，突变结两边掺杂浓度越高、接触电势差V D越大；禁带宽度越大，V D也越（）；
pn结中，耗尽区主要在（）一边。
13.半导体的功函数定义为真空能级E0和（）之差，n型硅半导体的功函数（）
p型硅半导体的功函数；
14.金属和p型半导体接触，如果金属功函数大于半导体功函数，则称它们接触后形成的空
间电荷区为（）；
15.金属和n型半导体接触形成肖特基势垒，若外加正向偏压于金属，则半导体表面电子势
垒高度将（），空间电荷区宽度将（）。
16.在实际工艺中，实现欧姆接触主要采用（）原理。
因此，制造欧姆接触最常用的
办法是用（）半导体与金属接触；
17.对于p型半导体形成的MIS结构，当半导体表面处于深耗尽状态时，此时耗尽层宽度
（）半导体表面处于强反型状态的耗尽层宽度；
18.平带电容和半导体掺杂浓度以及（）有关。
若绝缘层厚度一定，掺杂浓度越大时，
平带电容将（）；
19.本征吸收的条件是光子能量必须（）禁带宽度E g。
光电池的光生电流I L和由于
光生电压产生的正向电流I F方向（）。
20.n型半导体的霍耳系数为（）。
对于迁移率越（）的半导体，越容易观察到
霍耳效应；
………密………封………线………以………内………答………题………无………效……
二、简答题（ 共30分）
1、说明半导体中浅能级杂质和深能级杂质的作用有何不同？什么叫杂质补偿？什么叫高度补偿的半导体？杂质补偿有何实际应用？（8分）
2、写出下面能带图代表的半导体类型，掺杂程度。
（12分）
(a) (b) (c )
(d ) (e ) (f )
E C
E V
E F E i E C E V
E F E i E C E V
E F E i E C E V
E F E i E C E V
E F E C E V
E F E i 得 分
………密………封………线………以………内………答………题………无………效……
3、n型半导体衬底形成的MIS结构，画出外加不同偏压下积累、耗尽、反型三种状态的能带图。
画出理想的低频和高频电容-电压曲线。
解释平带电压(10分)
三计算题（共30分）
1、T=300K时，p型Si半导体的掺杂浓度为N A=5×1014cm-3，假设E F-E FP=0.1k0T。
1）这时是否是小注入，为什么？2）计算E Fn-E i。
（10分）
………密………封………线………以………内………答………题………无………效……
2、PtSi肖特基二极管在T=300K时生长在掺杂浓度为N
=1016cm-3的n型<100>Si上。
肖特基
D
势垒高度为0.89eV。
计算1）E n=E C-E F，2）qV D,，3）忽略势垒降低时的J ST，4）使J=2A/cm2时的外加偏压V。
（12分）
………密………封………线………以………内………答………题………无………效……
3、一个MOS电容器的高频特性曲线如下图所示。
器件面积为2×10-3cm2，金属-半导体功函
数差φms=-0.50V，氧化层为SiO2，半导体为硅，半导体掺杂浓度为2×1016cm-3。
（8分）
a)半导体是n型的还是p型的？
b)氧化层厚度是多少？
c)等价氧化层电荷的密度是多少？
C (pF)
200
C FB
20
V FB
-0.8V。