电子科技大学2009半导体物理期末考试试卷A试题答案解析
西安电子科技大学大学物理期末考试试卷(含答案)
西安电子科技大学大学物理期末考试试卷(含答案)一、大学物理期末选择题复习1．一个质点在做圆周运动时,则有( )(A) 切向加速度一定改变,法向加速度也改变(B) 切向加速度可能不变,法向加速度一定改变(C) 切向加速度可能不变,法向加速度不变(D) 切向加速度一定改变,法向加速度不变答案B2．静电场中高斯面上各点的电场强度是由：（ ）(A) 高斯面内的电荷决定的 (B) 高斯面外的电荷决定的(C) 空间所有电荷决定的 (D) 高斯面内的电荷的代数和决定的答案C3．一个电流元Idl 位于直角坐标系原点 ，电流沿z 轴方向，点P (x ，y ，z )的磁感强度沿x 轴的分量是： （ ）(A) 0(B) ()()2/32220/4/z y x Ixdl ++-πμ(C) ()()2/12220/4/z y x Ixdl ++-πμ(D)()()2220/4/z y x Ixdl ++-πμ答案B4．某电场的电力线分布情况如图所示．一负电荷从M 点移到N 点．有人根据这个图作出下列几点结论，其中哪点是正确的？ （ ）（A ）电场强度E M >E N （B ）电势U M >U N（C ）电势能W M <W N （D ）电场力的功A>０答案D5．将一个带正电的带电体A 从远处移到一个不带电的导体B 附近，则导体B 的电势将（ ）（A ） 升高 （B ） 降低 （C ） 不会发生变化 （D ） 无法确定 答案A6． 一个质点在做圆周运动时，则有（ ）（A ）切向加速度一定改变，法向加速度也改变（B ）切向加速度可能不变，法向加速度一定改变（C ）切向加速度可能不变，法向加速度不变（D ）切向加速度一定改变，法向加速度不变答案 B7．如图所示，湖中有一小船，有人用绳绕过岸上一定高度处的定滑轮拉湖中的船向岸边运动。
设该人以匀速率0v 收绳，绳不伸长且湖水静止，小船的速率为v ，则小船作（ ）（A ）匀加速运动，0cos v v θ=（B ）匀减速运动，0cos v v θ= （C ）变加速运动，0cos v v θ= （D ）变减速运动，0cos v v θ= （E ）匀速直线运动，0v v =答案 C 。
半导体物理部分考试习题答案
第一章 半导体中的电子状态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)=0223m k h +022)1(m k k h −和E v (k)= 0226m k h －0223m k h ； m 0为电子惯性质量，k 1＝1/2a ；a ＝0.314nm 。
试求： 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禁带宽度Eg 根据dk k dEc )(＝0232m k h ＋012)(2m k k h −＝0；可求出对应导带能量极小值E min 的k 值： k min ＝143k ， 由题中E C 式可得：E min ＝E C (K)|k=k min =2104k m h ；由题中E V 式可看出，对应价带能量极大值Emax 的k 值为：k max ＝0；并且E min ＝E V (k)|k=k max ＝02126m k h ；∴Eg＝E min －E max ＝021212m k h ＝20248a m h ＝112828227106.1)1014.3(101.948)1062.6(−−−−×××××××＝0.64eV②导带底电子有效质量m n 0202022382322m h m h m h dkE d C =+=；∴ m n＝022283/m dk E d h C= ③价带顶电子有效质量m ’ 02226m h dk E d V −=，∴0222'61/m dk E d h m Vn−== ④准动量的改变量 h △k＝h (k min -k max )= a h k h 83431=3. 如果n 型半导体导带峰值在[110]轴上及相应对称方向上,回旋共振实验结果应如何?[解] 根据立方对称性,应有下列12个方向上的旋转椭球面:[][][]110,101,011,110,⎡⎤⎣⎦ 101,011;⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦ [110],101,011,110,⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦⎣⎦ 101,011;⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦ 则由解析几何定理得, B 与3k 的夹角余弦cos θ为:cos θ= 式中, 123B b i b j b k =++. 对不同方向的旋转椭球面取不同的一组123(,,)k k k .(1) 若B 沿[111]方向,则cos θ可以取两组数. 对[][]110,110,101,101,⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦[]011,011⎡⎤⎣⎦方向的旋转椭球得: cos θ=对110,110,101,101,011,011⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦方向的旋转椭球得:cos θ∴当cos θ=时: 22cos 3θ= 21sin 3θ= n t m m =∵ *n t m m ∴= 当cos 0θ=时; 2cos 0θ= 2sin 1θ= 同理得: *n m = 由*c n qB m ω=可知,当B 沿(111)方向时应有两个共振吸收峰. (2) 若B 沿(110)方向,则cos θ可以取三组数. 对[]110,110⎡⎤⎣⎦ 方向旋转椭球, cos 1θ= 对110,110⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦ 方向旋转椭球, cos 0θ= 对[][]011,011,011,011,101,101,101,101⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦方向的旋转椭球, 1cos 2θ=当cos 1θ=时: 2cos 1θ= 2sin0θ= 得: *n m 当cos 0θ=时:2cos 0θ= 2sin1θ= 得: *n m = 当1cos 2θ=时: 21cos 4θ= 23sin 4θ= 得: *n m 故,应有三个吸收峰. (3)若B 沿[100]方向,则cos θ可以取两组数.对[][]110,110,110,110,101,101,101,101⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦方向上的旋转椭球得: cos θ= 对[]011,011,011,011⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦⎣⎦方向上的旋转椭球得:cos 0θ= 当cos θ=时, 21cos 2θ= 21sin 2θ= 得: *n t m m = 当cos 0θ=时: 2cos 0θ= 2sin 1θ= 得*n m = .(4) B 沿空间任意方向时, cos θ最多可有六个不同值,故可以求六个*nm ,所对应的六个共振吸收峰.第二章 半导体中的杂志和缺陷能级7. 锑化铟的禁带宽度0.18V g E e =，相对介电常数17r ε=，电子的有效质量00.015n m m ∗=，0m 为电子的惯性质量，求ⅰ）施主杂质的电离能，ⅱ）施主的若束缚电子基态轨道半径。
电子科技大学2009年考研818固体物理历年真题及答案
电子科技大学2009年攻读硕士学位研究生入学考试试题考试科目：818 固体物理注：所有答案必须写在答题纸上，写在试卷或草稿纸上均无效。
电子科技大学2009 年硕士研究生入学 818 固体物理试题答案一、简答题1、同 2007、二、12、同 2006、三、13、晶体：排列长程有序，具有周期性和平移对称性；准晶体：排列短程有序，具有周期性和平移对称性非晶体：排列短程有序，长程无序；单晶体：整块晶体材料中原子都是规则的周期性重复排列，一种结构贯穿整体；多晶体：大量微小单晶（晶粒）随机堆砌而成的整块材料4、同 2005、二、45、倒格子的一个点代表了晶格中的一族晶面；正格子单位为 m，表示位置空间，倒格子单位 m-1，表示状态空间。
6、同 2007、二、47、同 2004、一、48、同 2006、三、49、同 2005、二、310、物理意义：概括了晶体内部势场的作用，是外力与加速度的一个比例系数，是状态波矢k 的函数；用处：使电子加速度和外力满足非常简单的关系，使得在解决半导体中电子在外力作用下的运动规律时，可以不涉及到半导体内部势场的作用，为分析电子在外力唱中的运动带来方便。
二、同 2005、三三、解：（1）由定义得：bb1���⃗=2ππΩΩ（aa2����⃗∗aa3����⃗）=2ππaa ii⃗+2ππ√3aa jj⃗bb2����⃗=2ππΩΩ（aa3����⃗∗aa1����⃗）=−2ππaa ii⃗+2ππ√3aa jj⃗bb3����⃗=2ππΩΩ（aa1����⃗∗aa2����⃗）=2ππcc kk�⃗其中Ω=aa1�����⃗·（aa2����⃗ⅹaa3����⃗）=√3ccaa22（2）第一布里渊区体积即为倒格子体积ΩΩ∗·Ω=8π3于是得到ΩΩ∗=16π3√3ccaa2四、同2005、六五、六、同2004、五七、同2008、五八、类似2008、六电场强度为E，设电量为e，则eE即为电子受力F，则周期T=2ππℏFFaa。
样卷答案 - 电子科技大学
………密………封………线………以………内………答………题………无………效……电子科技大学二零零八至二零零九学年第二学期期末考试印制电路原理和工艺课程考试题 A 卷（120 分钟）考试形式：闭卷考试日期2009 年7月日课程成绩构成：平时20 分，期中0 分，实验0 分，期末80 分参考答案一、选择最佳答案填空（共20分，每空1分）1.d；2.c；3.d；4.a；5.b；6.d；7.d；8.a；9.d；10.b；11.b；12.a；13.c；14.d；15.a；16.c；17.d；18.a；19.b；20.d；二、填空题（共25分，每空1分）1.受光后很容易生成自由的；感光度；光引发剂；2.碳酸钙粉；磷酸钙粉和钛白粉；聚酯片基、光敏抗蚀胶膜和聚乙烯保护膜；3. (1).好的机械性能；(3).镀层与基体结合牢固，结合力好；（5）.镀层均匀，细致，有良好的外观。
4.钻孔技术，去钻污工艺，化学镀铜工艺。
5.蚀刻；浸酸处理；去除蚀层；6.蚀刻向纵深方向发展的同时，铜导线的侧面地被腐蚀；设法减少；消除；7.（1）降低熔点；（3）降低表面能力；8.红外热熔；蒸汽冷凝热熔。
9.行业标准、地方标准、企业标准。
10.印制电路术语；11.离子交换法；蒸发回收发；反渗透法等。
三、简要回答下列问题（共35分，每小题7分）1.答:光化学反应是从吸收光量子开始的，只有当光的能量等于或大于该化学反应所需能量大小时，反应才有可能进行。
即：“只有被体系吸收的光，对产生光化学反应才可能是有效的。
”这就是“格罗塞斯—德雷伯（Grotthus—Draper）光化学定律”。
爱因斯坦进一步发展并完善了光化学反应定律。
他提出了“在光化学初级反应中，被活化的分子数（或原子数）恰等于吸收的光量子数”。
这就是“爱因斯坦的光化学当量定律”。
2.答:用抗蚀剂借助于“光化学法”或“丝网漏印法”把电路图形转移到覆铜箔板上，再用蚀刻的方法去掉没有抗蚀剂保护的铜箔，剩下的就是所需的电路图形，这种电路图形与所需要的电路图形完全一致，称为正像。
2009材料物理考题A
课程号： 0302053《材料物理A 》期末考试试卷（A ）考试形式：闭卷考试 考试时间：120分钟班号 学号 姓名 得分一、填空题（每小题3分，共30分）1．不受外力的情况下，如（图1）所示给出了两种材料内部原子间的结合力与其距离之间的关系，其中21αα<，根据图中所给条件，试判别这两种材料的杨氏模量1E 2E 的关系（填大于、小于或等于）。
2．影响无机热导率的因素有温度， 、 、 等。
3．反射系数 ，当 在界面反射损失严重；当 界面反射几乎没有损失。
4．半导体导电性的敏感效应主要有 ； ； ； 。
5．离子晶体中的电导主要是离子电导，离子电导分为： 和 两大类，其中 高温时显著。
6．铁电陶瓷只有经过极化处理才能显示压电效应，影响极化的三个因素包括 ， ， 。
7．物质的磁性主要由 引起。
铁磁性来源于原子未被抵消 的 和 。
8．压电效应可分为 类， 分别是 和 。
9．离子扩散的主要形式有 ； ； 。
图12212111⎪⎪⎭⎫⎝⎛+-=⎪⎭⎫ ⎝⎛'=n n w w m10．铁氧体磁性材料所具有的特点是 ； 。
二、简答题（每小题5分，共35分） 1．简述半导体的分类。
2．绘出典型铁电体的电滞回线，说明其主要参数的物理意义。
3．简述提高无机材料透光性的措施有哪些？4．本征离子电导的导电离子（载流子）主要由什么缺陷提供？其载流子浓度：n ＝N exp(E /2kT )中E 的物理意义是什么？5．离子迁移率 ，试分析影响离子迁移率的主要因素是什么? 6．简述介质损耗的概念及分类。
7．说出四种无机材料的韧化机制。
三、计算题（共20分）1．（5分）一部热机部件由反应烧结氮化硅制成，其热导率λ=0.184J /(cm.s.℃)，厚度d =120mm 。
如果表面热传递系数h=0.05 J /(cm 2.s.℃),假设形状因子S=1，R=547℃,估算可兹应用的热冲击最大允许温差。
2．（5分）一透明Al 2O 3板厚度为1mm ，折射率n=1.76，用以测定光的吸收系数。
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。
固体与半导体物理基础_电子科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
固体与半导体物理基础_电子科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.二维晶体，N个原胞数，每个原胞有5个原子，其格波支数和总振动模式数为答案:2支声学波，8支光学波，振动模式数为10N2.在布区边界，布洛赫电子的有效电子质量m*为答案:负值3.n型半导体费米能级EF不仅随温度变化，还随掺杂的浓度而变化，当n型杂质浓度增加，其费米能级逐渐向（）靠拢答案:导带底部4.在室温全电离的情况下，P型半导体的掺杂浓度为，有n型杂质（）的掺入，若，在不考虑本征激发的情况下，其电中性条件为（）。
答案:5.对于n型半导体和金属的整流接触中，正向偏压的描述正确的是答案:金属接正极，半导体接负极，构成正向偏压6.同一种原子构成的晶格是布拉菲格子。
答案:错误7.金刚石的晶体结构是复式格子。
答案:正确8.布洛赫定理描述的是在周期势场中运动电子的状态。
答案:正确9.不管是声学波还是光学波，相邻原子都沿同一方向振动。
答案:错误10.晶格振动能量的最小单位是“声子”。
答案:正确11.每个能带能容纳的电子数由晶体的原子数确定。
答案:错误12.禁带的宽度与周期性势场有关，禁带出现的位置与晶体结构有关。
答案:正确13.在绝对零度下，半导体的最高能带是填满的。
答案:正确14.受主杂质电离是电子从受主杂质跃迁到价带。
答案:错误15.直接带隙半导体就是导带底和价带顶在K空间具有相同的波矢。
答案:正确16.用费米分布函数描述电子状态的半导体是非简并半导体。
答案:错误17.多数载流子的准费米能级偏离平衡费米能级比少数载流子多。
答案:错误18.非简并半导体的EF随着温度的增加，一直向本征费米能级靠拢。
答案:正确19.是热平衡状态下非简并半导体的标志，与掺杂情况无关。
答案:正确20.热平衡状态下的非均匀半导体不具有统一的费米能级。
答案:错误21.原子排列情况完全相同的格子称为格子，它的基元只有个原子。
答案:布拉菲，1##%_YZPRLFH_%##布拉菲，一22.晶格的最小重复单元称为，它是由平移矢量所构成的六面体。
2009试题答案A
一.填空题（每空1分，共15分） (1).(101010.01)2=(2A.4)16=(01000010.00100101)8421BCD
(2). 1.1010, -0.1010. (3).与、或、非. (4).9、2、5、 Y=A’+B+C (5).漏极开路输出、线与 (6).接入滤波电容、引入选通脉冲、修改逻辑设计 (7).高低电平转换值不同、滞回、输出脉冲宽度
二、判断题（每小题1分，共5分） 1. √ 2. × 3. √ 4. × 5. ×
三、选择题（每小题1分，共5分） 1. D 2. B 3. D 4. C 5. B
四、画出如图所示电路在下列两种情况下的输出电压波形： （1） 忽略所有门电路的传输延迟时间；
（2） 考虑每个门都有传输延迟时间tpd （本题10分）
五、画出用4线-16线译码器74LS154和门电路产生如下多输出逻辑函数的逻辑图。 Y1=A’B’C’D+A’B’CD’+AB’C’D’+A’BC’D’ Y2=A’BCD+AB’CD+ABC’D+ABCD’ Y3=A’B （本题10分） 解：Y1=A’B’C’D+A’B’CD’+AB’C’D’+A’BC’D’ =m1+m2+m4+m8=(m1’m2’m4’m8’)’=(y1’y2’y4’y8’)’ Y2=A’BCD+AB’CD+ABC’D+ABCD’ =m7+m11+m13+m14=(m7’m11’m13’m14’)’=(y7’y11’y13’y14’)’ Y3=A’B= A’BC’D’+ A’BC’D+ A’BCD’+ A’BCD =m4+m5+m6+m7=(m4’m5’m6’m7’)’=(y4’y5’y6’y7’)’
六、已知脉冲触发JK触发器输入端J、K和CLK的电压波形如图所示，试画出Q、Q’端对应的电压波形。设触发器的初始状态为Q=0. （本题10分）
七、分析图中给出的时序电路，画出电路的状态转换图，检查电路能否自启动，说明电路实现的功能。A为输入变量。 （本题10分）
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、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 、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..A 、E A ；B 、E B ；C 、E F ；D 、E i ； 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/e 2 D 、1/210、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 12、欧姆接触是指 D 的金属－半导体接触.. A 、W ms =0 B 、W ms ＜0C 、W ms ＞0D 、阻值较小并且有对称而线性的伏－安特性13、MOS 器件中SiO 2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－SiO 2－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n s 与内部多数载流子浓度P p0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： 证明：设半导体的表面势为V S ;则表面的电子浓度为：200exp()exp()S i S s p p qV n qVn n KT p KT == 2分当n s =p p0时;有：20exp(),Sp i qV p n KT= 1分 0exp()2Sp i qV P n KT= 1分另外：0exp()exp()exp()F V i F B p V i i E E E E qVp N n n KT KT KT --=-=-= 2分 比较上面两个式子;可知V S =2V B 饱和电离时;P p0=N A ;即：exp()2S A i qVN n KT= 1分故：22ln As B iN KT V V q n ==1分 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：3、 试画出中等掺杂的Si 的电阻率随温度变化的曲线;并分析解释各段对应的原因和特点8分 解：ρAB ;杂质散射导致迁移率也升高;故电阻率ρ随温度T BC ：;载流子浓度基本不变..晶格振动散射导致E vE iE F a 堆积E iE Fc 反型E F E i迁移率下降;故电阻率ρ随温度T 升高上升；2分 CD ：本征激发为主..晶格振动散射导致迁移率下降;但载流子浓度升高很快;故电阻率ρ随温度T 升高而下降；2分4、试比较半导体中浅能级杂质和深能级杂质对其电学参数的影响;并说明它们在实践中的不同应用..7分 答：在常温下浅能级杂质可全部电离;可显着地改变载流子的浓度;从而影响半导体材料的电导率..深能级杂质在常温下;较难电离;并且和浅能级杂质相比;掺杂浓度不高;故对载流子的浓度影响不大;但在半导体中可以起有效的复合中心或陷阱作业;对载流子的复合作用很强..4分所以;在实际的应用中;通过浅能级杂质调节载流子的浓度、电阻率;改变材料的导电类型；而通过深能级杂质提供有效的复合中心;提高器件的开关速度..3分四、计算题 2×10分1、设p 型硅能带图如下所示;其受主浓度N A =1017/cm 3;已知：W Ag =4.18eV;W Pt =5.36eV;N V =1019/cm 3;E g =1.12eV;硅电子亲和能χ＝4.05eV;试求：10分 1室温下费米能级E F 的位置和功函数W S ;2不计表面态的影响;该p 型硅分别与Pt 和Ag 接触后是否形成阻挡层 3若能形成阻挡层;求半导体一边的势垒高度..已知W Ag =4.81eV; W Pt =5.36eV; N v =1019cm -3; E g =1.12eV; Si 的电子亲和能Χ＝4.05eV解：1室温下;杂质全部电离;本征激发可以忽略;则：0exp()F VA v E E p N N kT-==- 1分191710ln 0.026ln 0.1210V F V V V A N E E kT E E eV N =+===+ 2分∴ 0.12 1.120.12 1.0n g E E eV =-=-= 1分所以;功函数为： 1.0 4.05 5.05()s n W E eV χ=+=+= 1分2 不计表面态的影响;对P 型硅;当W s ＞W m 时;金属中的电子流向半导体;使得表面势V s ＞0;空穴附加能量为qV s ;能带向下弯;形成空穴势垒..故p 型硅和Ag 接触后半导体表面形成空穴势垒;即空穴的阻挡层；而Wpt=5.36eV 大于Ws=5.05eV; 所以p 型硅和Pt 接触后不能形成阻挡层.. 3分3 Ag 和p-Si 接触后形成的阻挡层的势垒高度为：4.815.060.24()D m s qV W W eV =-=-=- 2分5、一个理想的MOS 电容器结构;半导体衬底是掺杂浓度N A =1.5×1015cm -3的p 型硅..如氧化层SiO 2的厚度是0.1μm 时;阈值电压V T 为1.1V;问氧化物层的厚度为0.1μm 时;其V T 是多少 10分 解： 00002S S T S B r Q d QV V V C εε=-+=-+ 2分 ∴100012ST Br Q V V d εε--=10100()2S T B r Q V d V εε=-+ 1分 ∴100012ST Br Q V V d εε--=代入 20200()2ST B r Q V d V εε=-+ 1分可得：022111010.2(2)2(2)2220.1T T B B T B B T B d m V V V V V V V V V d mμμ=-+=-+=- 2分 因为：200exp()exp()S i S s p p qV n qV n n KT p KT==0exp()exp()F B A i i Ei E qVP N n n KT KT -=== 2分 所以;15101.510ln 0.026ln 0.30()1.510A B i F i N kT V E E V q n ⨯=-==⨯=⨯ 1分 故22 1.120.3 1.6()T V V =⨯-⨯= 1分朱俊2006-12-28。
半导体物理_电子科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
半导体物理_电子科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.固体材料按照几何形态可以分为单晶、多晶和非晶，其中（）材料原子排列为短程有序。
答案:多晶2.GaAs化合物半导体的晶体结构为（）。
答案:闪锌矿型结构3.外层电子的共有化运动强，能带宽，有效质量（）小4.以下4种半导体中最适合于制作高温器件的是（）答案:SiC5.重空穴指的是（）答案:价带顶附近曲率较小的等能面上的空穴6.根据费米分布函数，电子占据EF+2k0T能级的几率（）等于空穴占据EF-2k0T能级的几率7.导带有效状态密度Nc，是温度的函数，和温度为关系为，正比于（）答案:8.对于只含一种杂质的非简并n 型半导体，费米能级EF随温度上升而（）；答案:经过一个极大值趋近Ei9.室温下往Si,Ge和GaAs三种半导体材料中各掺入的As杂质，（）的EF最靠近导带。
答案:GaAs10.寿命标志了非平衡载流子浓度减小到原值1/e经历的时间，寿命的大小表征了复合的强弱，如果寿命小，意味着复合几率（）。
答案:大11.Au在Si半导体中是有效的复合中心，既能起施主作用，又能起受主作用。
但是在n型Si中，只有（）起作用答案:受主能级12.硅中掺金工艺主要用于制造（）器件答案:高频13.将杂质能级积累非平衡载流子的作用称为陷阱效应。
其中最有效的陷阱能级的位置是杂质能级靠近（）答案:费米能级14.P型半导体受到光照后，产生非平衡电子和空穴，引入电子准费米能级EFn和空穴准费米能级EFp表征处于非平衡状态的电子浓度和空穴浓度。
EFn 和EFp相比于热平衡状态的费米能级EF偏移程度满足EFn-EF( )EF-EFp答案:>15.有3个锗样品，其掺杂情况分别是：甲、含硼和磷各；乙、含砷；丙、含磷。
室温下，这些样品的多子浓度由高到低的顺序是（）答案:乙丙甲16.在N型半导体中，随着温度的升高，本征载流子浓度ni( )答案:增加17.对应于电离杂质散射，温度越高，散射几率越（）答案:小18.室温下，随着掺杂浓度的增加，迁移率（）答案:先几乎不变再变小19.（）具有最大的电阻率。
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第 1 页 共 10页 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 二 三 四 五 六 七 八 九 十 合计 复核人签名
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一、选择题（共25分，共 25题，每题1 分） 1、本征半导体是指（ 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EF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Ei D. 经过一个极大值趋近Ei 4、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*/mq中的是半导体载流子的（ 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 ）
得 分 学院 姓名 学号 任课老师 选课号/座位号 ………密………封………线………以………内………答………题………无………效……
第 2 页 共 10页 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，ni≈1.5×1010cm-3；570K时，ni≈2×1017cm-3） A、1×1014cm-3 B、1×1015cm-3 C、1.1×1015cm-3 D、2.25×105cm-3 E、1.2×1015cm-3 F、2×1017cm-3 G、高于Ei H、低于Ei I、等于Ei 8、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。 A、EA B、ED C、EF D、Ei E、少子 F、多子 9、MIS结构的表面发生强反型时，其表面的导电类型与体材料的（ B ），若增加掺杂浓度，其开启电压将（ C ）。 A、相同 B、不同 C、增加 D、减少 10、对大注入条件下，在一定的温度下，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 11、可以由霍尔系数的值判断半导体材料的特性，如一种半导体材料的霍尔系数为负值，该材料通常是（ A ） A、n型 B、p型 C、本征型 D、高度补偿型 12、如在半导体中以长声学波为主要散射机构是，电子的迁移率n与温度的（ B ）。
A、平方成正比 B、23次方成反比 C、平方成反比 D、23次方成正比 13、为减少固定电荷密度和快界面态的影响，在制备MOS器件时通常选择硅单晶的方向为 学院 姓名 学号 任课老师 选课号/座位号 ………密………封………线………以………内………答………题………无………效……
第 3 页 共 10页 （ A ）。
A、【100】 B、【111】 C、【110】 D、【111】或【110】 14、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 15、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 ），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、填空题（共15分，共 15空，每空1 分） 1、硅的导带极小值位于布里渊区的 ＜100＞方向上，根据晶体的对称性共有 6 个等价能谷。 2、n型硅掺砷后，费米能级向 Ec(上) 移动，如升高材料的工作温度，则费米能级向 Ei(下)移动。 3、对于导带为多能谷的半导体，如GaAs，当能量适当高的子能谷的曲率较 小 时，有可能观察导负微分电导现象，这是因为这种子能谷中的电子的有效质量较 大 。 4、复合中心的作用是促进电子和空穴的复合，起有效的复合中心的杂质能级必须位于Ei（禁带中线），并且对电子和空穴的俘获系数rn和rp必须满足 rn＝rp 。 5、热平衡条件下，半导体中同时含有一种施主杂质和一种受主杂质情况下的电中性条件是＿p0+nD+=n0+pA- 。 6、金半接触时，常用的形成欧姆接触的方法有＿隧道效应 和＿反阻挡层 7、MIS结构的表面发生强反型时，其表面的导电类型和体材料的导电类型＿相反 （相同或相反），若增加掺杂浓度，其开启电压将＿ 增加 （增加或减小）。 8、在半导体中，如果温度升高，则考虑对载流子的散射作用时，电离杂质散射概率 减小 和晶格振动散射概率 增大 。
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第 4 页 共 10页 三、 问答题（共25分，共四题， 6 分＋6分＋6分＋7分） 1、 在本征半导体中进行有意掺杂各种元素，可改变材料的电学性能。请解释什么是浅能级杂质、深能级杂质，它们分别影响半导体哪些主要性质；什么是杂质补偿？杂质补偿的意义何在？ （本题6分） 答：浅能级杂质是指其杂质电离能远小于本征半导体的禁带宽度的杂质。它们电离后将成为带正电（电离施主）或带负电（电离受主）的离子，并同时向导带提供电子或向价带提供空穴。它可有效地提高半导体的导电能力。掺杂半导体又分为n型半导体和p型半导体。（2分） 深能级杂质是指杂质所在的能级位置在禁带中远离导带或价带，在常温下很难电离，不能对导带的电子或价带的空穴的浓度有所贡献，但它可以提供有效的复合中心，在光电子开关器件中有所应用。（2分） 当半导体中既有施主又有受主时，施主和受主将先互相抵消，剩余的杂质最后电离，这就
是杂质补偿。（1分） 利用杂质补偿效应，可以根据需要改变半导体中某个区域的导电类型，制造各种器件。（1分）
2、什么是扩散长度、牵引长度和德拜长度，它们由哪些因素决定？。（本题6分） 答：扩散长度指的是非平衡载流子在复合前所能扩散深入样品的平均距离，它由扩散系数和材料的非平衡载流子的寿命决定，即LD。（2分） 牵引长度是指非平衡载流子在电场E的作用下，在寿命时间内所漂移的距离，即()LEE，由电场、迁移率和寿命决定。（2分）
德拜长度是德拜研究电介质表面极化层时提出的理论的长度，用来描写正离子的电场所能影响到电子的最远距离。在半导体中，表面空间电荷层厚度随掺杂浓度、介电常数和表面势等因素而改变，其厚度用一个特征长度即德拜长度LD表示。它主要由掺杂浓度决定。掺杂大，LD小。（2分）
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第 5 页 共 10页 3、试说明半导体中电子有效质量的意义和性质，并说明能带底和能带顶、内层电子和外层电子的有效质量的各自特点。 （本题6分） 答：有效质量是半导体内部势场的概括。在讨论晶体中的电子在外力的作用下的运动规律时，只要将内部周期性势场的复杂作用包含在引入的有效质量中，并用它来代替惯性质量，就可以方便地采用经典力学定律来描写。由于晶体的各向异性，有效质量和惯性质量不一样，它是各向异性的。(2分)
在能带底附近，由于22kE为正，电子有效质量大于0；(1分)
在能带顶部附近，由于22kE为负，电子有效质量小于0。(1分) 内层电子形成的能带窄，E～k曲线的曲率小，22kE小，有效质量大；(1分) 外层电子形成的能带宽，E～k曲线的曲率大，22kE大，有效质量小。(1分) 4、什么叫复合中心？何谓间接复合过程？有哪四个微观过程？试说明每个微观过程和哪些参数有关。 （本题7分） 答：半导体内的杂质和缺陷能够促进复合，称这些促进复合的杂质和缺陷为复合中心；（1分） 间接复合：非平衡载流子通过复合中心的复合；（1分） 四个微观过程：俘获电子，发射电子，俘获空穴，发射空穴；（1分） 俘获电子：和导带电子浓度和空穴复合中心浓度有关。 （1分） 发射电子：和复合中心能级上的电子浓度。 （1分） 俘获空穴：和复合中心能级上的电子浓度和价带空穴浓度有关。 （1分） 发射空穴：和空的复合中心浓度有关。 （1分）
得 分