电子科技大学2012半导体物理期末考试试卷A试题答案
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） 。
最新电子科技大学半导体物理期末考试试卷试题答案
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、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、(E C-E F)或(E F-E V)≤0B、(E C-E F)或(E F-E V)≥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-34、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 ）靠近中间能级E i；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、E c；B、E v；C、E F；D、E g；E、E i。
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。
电子科技大学半导体物理期末考试试卷试题答案
电⼦科技⼤学半导体物理期末考试试卷试题答案电⼦科技⼤学⼆零⼀零⾄⼆零⼀⼀学年第⼀学期期末考试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：甲．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．题2中样品的电⼦迁移率由⾼到低的顺序是（ B ）4．题2中费⽶能级由⾼到低的顺序是（ C ）5. 欧姆接触是指（ D ）的⾦属⼀半导体接触A. Wms = 0 B. Wms< 0C. Wms> 0 D. 阻值较⼩且具有对称⽽线性的伏安特性6．有效复合中⼼的能级必靠近( A )A.禁带中部B.导带C.价带D.费⽶能级7．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/△p8．半导体中载流⼦的扩散系数决定于其中的( A )A.散射机构B. 复合机构C.杂质浓变梯度D.表⾯复合速度9．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10．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. GaN⼆、解释并区别下列术语的物理意义（30 分，7+7+8+8，共4 题）1. 有效质量、纵向有效质量与横向有效质量（7 分）答：有效质量：由于半导体中载流⼦既受到外场⼒作⽤，⼜受到半导体内部周期性势场作⽤。
有效概括了半导体内部周期性势场的作⽤，使外场⼒和载流⼦加速度直接联系起来。
在直接由实验测得的有效质量后，可以很⽅便的解决电⼦的运动规律。
电子科技大学半导体物理期末考试试卷A试题答案
………密………封………线………以………内………答………题………无………效……2012半导体物理学期末试题一、选择填空（22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、如果杂质既有施主的作用又有受主的作用，则这种杂质称为（F ）。
A. 施主B. 受主C.复合中心D.陷阱 F. 两性杂质3、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。
4、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，的弱束缚电子基态轨道半径为乙的3/85、.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.1/26、对于同时存在一种施主杂质和一种受主杂质的均匀掺杂的非简并半导体，在温度足够高、n i>> /N D-N A/ 时，半导体具有（ B ）半导体的导电特性。
A. 非本征 B.本征7、在室温下，非简并Si中电子扩散系数Dｎ与ＮＤ有如下图（C ）所示的最恰当的依赖关系：ＤｎＤｎＤｎＤｎ8、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………密………封………线………以………内………答………题………无………效……杂浓度一定时，温度从室温逐步增加，费米能级向( C )移动。
半导体物理学期末复习试题及答案一
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 ）。
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电子科技大学二零 九 至二零 一零 学年第 一 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 2010年 元月 18日课程成绩构成：平时 10 分， 期中 5 分， 实验 15 分， 期末 70 分一、选择题（共25分，共 25题，每题1 分）A ）的半导体。
A. 不含杂质和缺陷B. 电阻率最高C. 电子密度和空穴密度相等D. 电子密度与本征载流子密度相等2、如果一半导体的导带中发现电子的几率为零，那么该半导体必定（ D ）。
A. 不含施主杂质B. 不含受主杂质C. 不含任何杂质D. 处于绝对零度3、对于只含一种杂质的非简并n 型半导体，费米能级E F 随温度上升而（ D ）。
A. 单调上升B. 单调下降C. 经过一个极小值趋近EiD. 经过一个极大值趋近Ei4、如某材料电阻率随温度上升而先下降后上升，该材料为（ C ）。
A. 金属 B. 本征半导体 C. 掺杂半导体 D. 高纯化合物半导体5、公式*/m q τμ=中的τ是半导体载流子的（ C ）。
A. 迁移时间 B. 寿命 C. 平均自由时间 D. 扩散时间6、下面情况下的材料中，室温时功函数最大的是（ A ） A. 含硼1×1015cm -3的硅 B. 含磷1×1016cm -3的硅 C. 含硼1×1015cm -3，磷1×1016cm -3的硅 D. 纯净的硅7、室温下，如在半导体Si 中，同时掺有1×1014cm -3的硼和1.1×1015cm -3的磷，则电子浓度约为（ B ），空穴浓度为（ D ），费米能级为（ G ）。
将该半导体由室温度升至570K ，则多子浓度约为（ F ），少子浓度为（ F ），费米能级为（ I ）。
（已知：室温下，n i ≈1.5×1010cm -3；570K 时，n i ≈2×1017cm -3）A 、1×1014cm -3B 、1×1015cm -3C 、1.1×1015cm -3D 、2.25×105cm -3E 、1.2×1015cm -3F 、2×1017cm -3G 、高于EiH 、低于EiI 、等于Ei8、最有效的复合中心能级位置在（ D ）附近；最有利陷阱作用的能级位置在（ C ）附近，常见的是（ E ）陷阱。
成电半导体物理期末考试试卷A及参考答案
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、如果杂质既有施主的作用又有受主的作用，则这种杂质称为（ F ）。
A. 施主 B. 受主 C.复合中心 D.陷阱 F. 两性杂质 3、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。
4、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 */m 0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3/85、.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/e 2； D.1/26、对于同时存在一种施主杂质和一种受主杂质的均匀掺杂的非简并半导体，在温度足够高、n i >> /N D -N A / 时，半导体具有 （ B ） 半导体的导电特性。
A. 非本征 B.本征8、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，温度从室温逐步增加，费米能级向( C )移动。
A.Ev ； B.Ec ； C.Ei ； D. E F 9、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 ）。
电子科技大学半导体物理A考试试题与参考答案
12、欧姆接触是指（ D ）的金属－半导体接触。
2
A、Wms=0
B、Wms ＜0
C、W ms ＞0
D、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 ）。
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)≤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
1
6、当 Au 掺入 Si 中时，它引入的杂质能级是（ A ）能级，在半
二 0 0 五 至 二 0 0 六学 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 ）
E, 产生漂移电流：
j漂 = qµ p p0E
稳定时两者之和为零，即：
−qDp
dp0 dx
+
qµ p
p0 E
= 0
而 E = − dV ，有电场存在时，在各处产生附加势能－qV(x)，使得能带发生倾斜。 dx
在x处的价带顶为：E V(x)=E V-qV(x)，则x处的空穴浓度为：
3
= p0 (x)
NV
exp(−
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………密………封………线………以………内………答………题………无………效……2012半导体物理学期末试题一、选择填空（22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、如果杂质既有施主的作用又有受主的作用，则这种杂质称为（F ）。
A. 施主B. 受主C.复合中心D.陷阱 F. 两性杂质3、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。
4、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，的弱束缚电子基态轨道半径为乙的3/85、.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.1/26、对于同时存在一种施主杂质和一种受主杂质的均匀掺杂的非简并半导体，在温度足够高、n i>> /N D-N A/ 时，半导体具有（ B ）半导体的导电特性。
A. 非本征 B.本征7、在室温下，非简并Si中电子扩散系数Dｎ与ＮＤ有如下图（C ）所示的最恰当的依赖关系：ＤｎＤｎＤｎＤｎ8、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………密………封………线………以………内………答………题………无………效……杂浓度一定时，温度从室温逐步增加，费米能级向( C )移动。
A.Ev ； B.Ec ； C.Ei； D. E F9、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 ）。
A.改变禁带宽度；B.产生复合中心；C.产生空穴陷阱；D.产生等电子陷阱。
10、对于大注入下的直接复合，非平衡载流子的寿命不再是个常数，它与（C ）。
A.非平衡载流子浓度成正比；B.平衡载流子浓度成正比；C.非平衡载流子浓度成反比；D.平衡载流子浓度成反比。
11、杂质半导体中的载流子输运过程的散射机构中，当温度升高时，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。
12、如在半导体的禁带中有一个深杂质能级位于禁带中央，则它对电子的俘获率（B ）空穴的俘获率，它是（D ）。
A.大于； B.等于； C.小于；D.有效的复合中心；E. 有效陷阱。
13、在磷掺杂浓度为2×1016cm-3的硅衬底（功函数约为4.25eV）上要做出欧姆接触，下面四种金属最适合的是（ A ）。
A. In (W m=3.8eV) ；B. Cr (W m=4.6eV)；C. Au (W m=4.8eV)；D. Al (W m=4.2eV)。
14、在硅基MOS器件中，硅衬底和SiO2界面处的固定电荷是（B ），它的存在使得半导体表面的能带（ C ）弯曲，在C-V曲线上造成平带电压（ F ）偏移。
A.钠离子；B.过剩的硅离子；C.向下；D.向上；E. 向正向电压方向；F. 向负向电压方向。
二、简答题：（5+4+6=15分）1、用能带图分别描述直接复合、间接复合过程。
（4分）………密………封………线………以………内………答………题………无………效……2、对于掺杂的元素半导体Si 、Ge 中，一般情形下对载流子的主要散射机构是什么？写出其主要散射机构所决定的散射几率和温度的关系。
（4分）答：对掺杂的元素半导体材料Si 、Ge ，其主要的散射机构为长声学波散射（1分）和电离杂质散射 其散射几率和温度的关系为：声学波散射：3/2s p T ∝，电离杂质散射：3/2i i p N T -∝（根据题意，未含Ni 也可）3、如金属和一n 型半导体形成金属－半导体接触，请简述在什么条件下，形成的哪两种不同电学特性的接触，说明半导体表面的能带情况，并画出对应的I-V 曲线。
（忽略表面态的影响）（6分） 答：在金属和n 型半导体接触时，如金属的功函数为W m , 半导体的功函数为W s 。
当W m ＞W s 时，在半导体表面形成阻挡层接触，是个高阻区，能带向上弯曲；（2分） 当W m ＜W s 时，在半导体表面形成反阻挡层接触，是个高电导区，能带向下弯曲；（2分） 对应的 I-V 曲线分别为：（1分） （1分）三、在３００Ｋ时，某Ｓｉ器件显示出如下的能带图：（6+4+4=14分）（１）平衡条件成立吗？试证明之。
（6分）………密………封………线………以………内………答………题………无………效……答：成立。
（4分）因为费米能级处处相等的半导体处于热平衡态（即 0=dxdE F）（2分） 或 E Fn =E Fp =E F （2分） 或 np=n i 2 （2分） 或 J=0 （2分）（２）在何处附近半导体是简并的？（4分）答：在靠近ｘ＝L 附近 （4分）或 分为三个区域，每个区各为 2分或 2L/3<x<L （半对） 2分（３）试推导流过x=x 1处的电子的电流密度表达式？（4分） 答： 0==+=dxdE dx dnqD E nq J F n nn μμ 四、一束恒定光源照在n 型硅单晶样品上，其平衡载流子浓度n 0=1014cm -3，且每微秒产生电子－空穴为1013cm -3。
如τn =τp =2μs ，试求光照后少数载流子浓度。
（已知本征载流子浓度n i =9.65×109cm -3）(5分) 解：在光照前：光照后：………密………封………线………以………内………答………题………无………效……0201356133622109.3110210210110p i p p p G n G n cm ττ---=+=+=⨯+⨯⨯≈⨯⨯分分五、在一个均匀的n 型半导体的表面的一点注入少数载流子空穴。
在样品上施加一个50V/cm 的电场，在电场力的作用下这些少数载流子在100μs 的时间内移动了1cm ，求少数载流子的漂移速率、迁移率和扩散系数。
（kT=0.026eV ）(6分)解：在电场下少子的漂移速率为：4110/100cmv cm s sμ==迁移率为：()4210/50v cm V s E μ==扩散系数为：220.026200/ 5.2/p kTD cm s cm s qμ==⨯= 六、 掺杂浓度为N D =1016cm -3的n 型单晶硅材料和金属Au 接触，忽略表面态的影响，已知：W Au =5.20eV ,χn =4.0eV , Nc=1019cm -3,ln103=6.9 在室温下kT=0.026eV , 半导体介电常数εr =12, ε0=8.854×10-12 F/m ，q=1.6×10-19 库，试计算：(4+4+4=12分) ⑴ 半导体的功函数；（4分）⑵ 在零偏压时，半导体表面的势垒高度，并说明是哪种形式的金半接触，半导体表面能带的状态； ⑶ 半导体表面的势垒宽度。
（4分） 解：⑴由0exp()FD EcE N n Nc kT-==-得： （1分） 1916010ln 0.026ln .184.0181()F D s F Nc Ec E kT eVN Ws Ec E eVχ-===∴=+-= （1分） ⑵ 在零偏压下，半导体表面的势垒高度为：5.20 4.18 1.02D qV Wm Ws eV =-=-=对n 型半导体，因为W m ＞Ws ，所以此时的金半接触是阻挡层（或整流）接触（1分），半导体表………密………封………线………以………内………答………题………无………效……面能带向上弯曲（或：直接用能带图正确表示出能带弯曲情况）（1分）。
⑶ 势垒的宽度为：1/20141/21916512()2128.8510()1.610103.710().02r D DV d qN cm εε---=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯=⨯ 七、T=300 K 下，理想MOS 电容，其能带图如下图所示。
所施加的栅极偏压使得能带弯曲，在Si-SiO 2界面E F =E i 。
Si 的电子亲合势为4.0 eV ，Nc=1019cm -3。
利用耗尽近似，回答下列问题：（5+5+5+5+6=26分）1.半导体中达到了平衡吗？为什么？（5分）答：达到了平衡。
因为半导体中E F 处处相等（或E Fn =E Fp =E F ，或np=n i 2， 或J=0 ）。
2. 求出半导体Si-SiO 2界面E F =E i 处的电子浓度？同时绘出与该能带图对应的定性电荷块图。
()39026.059.01901038.110----⨯===cm eeN n kTE Ec c F(1分) (0.5分) (0.5分)（2分）………密………封………线………以………内………答………题………无………效……或()1031.510FS is i E E n n cm -=∴==⨯电荷块图见上图（评分标准在电荷块图下方）3. 求出N D ？（5分）()()1.18(0.290.59)191330.026109.6810g Fs v c F E E E E E kTkTD c c N N eN eecm ----+----≈==≈⨯4. 写出V G 详细表达式？（5分）⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=+=i DB G n N q kT V V V V ln 00 或B G V V V +=0 如果两个n 型半导体构成的MOS 结构除了器件1是Al 栅，器件2是Au 栅，其它参数都相同，将导致这两个MOS 结构的高、低频C-V 特性曲线发生什么定性变化？试绘出定性高、低频C-V 特性曲线。
已知W Al =4.25 eV ，W Au =4.75 eV 。
（6分） （1）V FB (Al)<0, V FB (Au)>0或：直接在C-V 图中V G 坐标上明确标出V FB (Al)位于V G 坐标轴负方向（1分），V FB (Au) 位于V G 坐标轴正方向（1分）（2）判题时请注意，如果考生将两个C-V 曲线分别绘在两个坐标图中，注意V FB (Al)是否位于V G 坐标轴负方向（1分）、V FB (Au) 是否位于V G 坐标轴正方向Al 栅C-V ：2分（高频C-V 1分+低频C-V 1分） Au 栅C-V ：2分（高频C-V 1分+低频C-V 1分）V FB (Au)V FB (Al)V G。