A、漂移B、隧道C、扩散
11、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
B6tPmXHuk0
A、相同B、不同C、增加D、减少二、证明题:
<8分)B6tPmXHuk0
p型半导体的费M能级在n型半导体的费M能级之下。
<8分)
证明一:
由于nn>np<或pp>pn)<2分)B6tPmXHuk0
即
<2分)<2分)
<或
,
)
对上面不等式两边同时求对数,即得EFn>EFp<2分)
证明二:
对于p型半导体pp>ni<或ni>np)
即
<2.5分)
则有
<1分)
同理对于n型半导体nn>ni<2.5分)
可得到
<1分)
因此EFn>EFp<1分)
三、简答题
1、下图为中等掺杂的Si的电阻率ρ随温度T的变化关系,分析其变化的原因。
<3分)
ρ
C
D
A
B
T
答:
设半导体为n型,有
AB:
本征激发可忽略。
温度升高,载流子浓度增加,杂质散射导致迁移率也升高,故电阻率ρ随温度T升高下降;<1分)B6tPmXHuk0
BC:
杂质全电离,以晶格振动散射为主。
温度升高,载流子浓度基本不变。
晶格振动散射导致迁移率下降,故电阻率ρ随温度T升高上升;<1分)B6tPmXHuk0
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;<1分)B6tPmXHuk0
2、试简述杂质在半导体中的几种作用,并分别在能带图上标志出其在半导体中的作用过程。
<4分)
答:
<1)使载流子浓度增加<即作为浅能级杂质起施主和受主,分别为半导体提供电子和空穴)<1分)使载流子浓度减少<即作为深能级杂质起复合中心和陷阱,俘获载流子)<1分)aassaaaB6tPmXHuk0
<2)
0.5分0.5分0.5分0.5分B6tPmXHuk0
3、画出p型衬底构成的MIS结构在高频、低频以及深耗尽情况下的C-V特性曲线。
<3分)
C
低频<1分)
高频<1分)
深耗尽<1分)V
4、对上题三种情况下的C-V曲线进行对比分析。
<3分)
答:
<1)低频:
半导体表面进入强反型,CC0;<1分)
<2)高频:
半导体表面的电荷变化跟不上外加电压信号的变化,耗尽层宽度达到最大值,半导体表面电容达到最大,故总电容达到最小;<1分)B6tPmXHuk0
<3)深耗尽:
脉冲信号变化太快,耗尽层不断展宽,导致半导体表面电容逐渐变小,故总电容越来越小。
<1分)B6tPmXHuk0
5、说明绝缘层中正电荷对n型衬底MIS结构的高频C-V特性曲线的影响。
<3分)
答:
<1)向负偏压方向平移动;<2分)
<2)由于在半导体表面感应负电荷所致<或平带电压公式);
6、分别画出n型半导体表面发生弱反型和强反型时的能带图。
<4分)
四、计算题
1、<8分)
室温下Ge中掺入锑的浓度为1015cm-3,设杂质全电离,且μn=3600cm2/Vs,μp=1700cm2/Vs,已知本征载流子浓度ni=2.5×1013cm-3,试求:
B6tPmXHuk0
(1)室温下电子和空穴浓度;
(2)室温下该材料的电阻率。
<计算时可能会用到的常数:
q=1.6×10-19C,k0=1.38×10-23J/K,ε0=8.85×10-12F/m,ln10=2.3,ln2=0.69)B6tPmXHuk0
解:
<1)n0≈1015cm-3<1分)
<2分)<0.5分)<0.5分)
<2)
<2分)<0.5分)<0.5分)
2、功率P=10mW的入射单色光B6tPmXHuk0
<1)过剩载流子的产生率是多少?
<1eV=1.6×10-19J)<3分)
<2)如果少子寿命为1×10-6s,问稳定时的过剩电子与空穴各为多少?
<3分)
<3)设在t=t0时突然关闭光,经过10-6s后还剩下的电子与空穴各为多少?
<4分)
解:
<1)
<2分)<0.5分)<0.5分)
<2)
<1分)<1分)<0.5分)<0.5分)
(3>
第
申明:
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