半导体物理考试卷.doc

2014-2015华东师范大学期末考试卷
科目：半导体物理学 科目性质：专业必修
任课教师：丁艳芳 考试时间：120分钟

一． 选择题
1. 下列半导体材料中，费米能级最高的是（）
【A】 强P性 【B】 弱P型 【C】强N型 【D】弱N型
2. 当某半导体材料中施主能级与费米能级相等时，电离施主浓度与未电离施主浓度之比（）
【A】1:2 【B】 2：1【C】 1:1【D】不能确定
3. 在半导体材料中，最有利于陷阱中心通常靠近（）
【A】禁带中部【B】导带底部【C】价带顶部【D】费米能级
4. 载流子在运动的过程中，会不断地与杂质，缺陷发生碰撞从而改变方向，此即发生了（）
【A】跃迁【B】偏转【C】激发【D】散射
5. 杂质半导体中载流子输运过程中，温度T升高，电离杂质散射概率和晶格振动声子散射概率变化情况（）
【A】变大变大【B】变大变小【C】变小变大【D】变小变小
6. 霍尔系数<0,该材料通常为（）
【A】n型半导体【B】p型半导体【C】本征半导体【D】高度补偿半导体
7. 如图，n型半导体电子漂浮电流和扩散电流的方向为（）
【A】 Jn（扩散）→ Jn（漂移）→
【B】 Jn（扩散）→ Jn（漂移）←
【C】 Jn（扩散）← Jn（漂移）→
【D 】 Jn（扩散）← Jn（漂移）←

8. P型MIS，若Wm>Ws,假定绝缘层中
【A 】 VFS<0 【B】VFS>0 【C】 VFS=0 【D】不能确定
9. 半导体金属，τ=10us，光停止照射20us后，xxx衰减到原来的（）
【A】 1e 【B】 1e2
10. 下列不是半导体存储材料的未来发展前景的是（）
【A】 S系元素化合物 【B】铁氧体磁粉 【C】光存储材料 【D】 相变光盘材料
二 填空
1. 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（），并且电子和空穴的俘获系数rn rp必须满足（ ）。
2. 半导体材料的原子是靠（ ）作用力结合成晶体的，对于II-VI族元素形成的具有离子性的共价化合物半导体，在共价结合占优势的情况下，倾向于形成（ ）结构，在离子性占优势的情况下倾向于形成（ ）结构，而有机半导体材料不能形成和无机晶体半导体相似的能带结构，是因为有机分子之间是通过（ ）力相互作用形成固体结构。
3. 半导体的材料可以通过分析电子跃迁过程中是否有动量变化来划分两种半导体材料（ ）和（ ）。
4. 非平衡载流子从产生到复合平均生存时间即寿命，半导体的寿命与（ ）（ ）及（ ）有关。
5. 半导体中载流子运动形式有（ ）（ ）（ ）（ ）在一维情况下，载流子随时间和位置变化的规律所满足的连续性方程（ ）
6. 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（ ）[填“相同”或“相反”]，反型沟道中载流子在垂直表面方向上被限制在势井中做（ ）运动，在平行表面方向上做（ ）运动。强反型后若增加掺杂浓度，则开启电压将（ ）[“上升”“下降”或“不变”]
三 简答
1. 根据GaAs的能带结构特征，分析微分负电导现象。
2. 试叙述热平衡状态的定义和特征；当外界作用使平衡打破，则衡量非平衡态与平衡态偏离程度偏离程度的条件是什么?
3. (1)请问金属和n型半导体构成的金半接触有哪几种类型？请画出半导体表面的能带情况，并画出相应的I-V特性曲线
(2)当Wm>Ws时，若减小该半导体的功函数，则零偏下半导体势垒高度如何变化？势垒宽度又如何变化？试画出前后能带图变化并加以对比。
4. 当高能粒子辐射时“金属-si-sio2”结构时，为什么SIO2介质层中会积累正电荷？
5. 太阳能电池的工作原理。主要材料有哪些？对材料有哪些基本要求？
四 计算
1. GaAs-PN结的结面积为2x10-4cm2,其中NA=5x105cm-3,ND=1017cm-3,Dn=210cm2/s,Dp=10cm2/s, τn=10-7s，τp=10-5s
（1） 求接触电势差和势垒区宽度
（2） 求单位面积上的势垒电容
（3） 求理想状况下的反偏饱和电流

2. 由金属与p型Si（已知掺杂杂质浓度为NA，本征载流子浓度为ni）构成的MIS结构。若加电压恰使半导体表面为本征态，求此时表面的电场浓度，表面电荷密度，表面层电容的表达式，并给出相应的能带结构示意图（引入德拜长度LD）