半導體物理學期末復習試題及答案三

1、.一、選擇題。1. 電離后向半導體提供空穴的雜質是（ A ），電離后向半導體提供電子的雜質是（ B ）。A. 受主雜質 B. 施主雜質 C. 中性雜質2. 在室溫下，半導體Si中摻入濃度為的磷雜質后，半導體中多數載流子是（ C ），多子濃度為（ D ），費米能級的位置（ G ）；一段時間后，再一次向半導體中摻入濃度為的硼雜質，半導體中多數載流子是（ B ），多子濃度為（ E ），費米能級的位置（ H ）；如果，此時溫度從室溫升高至，則雜質半導體費米能級的位置（ I ）。（已知：室溫下，；時，）A. 電子和空穴 B. 空穴 C. 電子 D. E. F. G. 高于 H. 低于 I. 等于 3.

2、在室溫下，對于n型硅材料，如果摻雜濃度增加，將導致禁帶寬度（ B ），電子濃度和空穴濃度的乘積（ D ），功函數（ C ）。如果有光注入的情況下，電子濃度和空穴濃度的乘積（ E ）。A. 增加 B. 不變 C. 減小D. 等于 E. 不等于 F. 不確定4. 導帶底的電子是( C )。A. 帶正電的有效質量為正的粒子B. 帶正電的有效質量為負的準粒子 C. 帶負電的有效質量為正的粒子 D. 帶負電的有效質量為負的準粒子5. P型半導體MIS結構中發(fā)生少子反型時，表面的導電類型與體材料的類型（ B ）。在如圖所示MIS結構的C-V特性圖中，代表去強反型的（ G ）。A. 相同 B. 不同 C.

3、無關 D. AB段E. CD段 F. DE段G. EF和GH段6. P型半導體發(fā)生強反型的條件（ B ）。A. B. C. D. 7. 由于載流子存在濃度梯度而產生的電流是（ B ）電流，由于載流子在一定電場力的作用下而產生電流是（ A ）電流。A. 漂移 B. 擴散 C. 熱運動 8. 對于摻雜的硅材料，其電阻率與摻雜濃度和溫度的關系如圖所示，其中，AB段電阻率隨溫度升高而下降的原因是（ A ）。A. 雜質電離和電離雜質散射B. 本征激發(fā)和晶格散射C. 晶格散射D. 本征激發(fā)二、判斷題。判斷下列敘述是否正確，正確的在括號中打“”，錯誤的打“X”。 1. 與半導體相比，絕緣體的價帶電子激發(fā)到導

4、帶所需要的能量比半導體的大。 （ ）2. 砷化稼是直接能隙半導體，硅和鍺是間接能隙半導體。 （ ）3. 室溫下，對于某n型半導體，其費米能級在其本征半導體的費米能級之下。 （ X ）4. 在熱力學溫度零度時，能量比小的量子態(tài)被電子占據的概率為100%，如果溫度大于熱力學溫度零度時，能量比小的量子態(tài)被電子占據的概率為小于50%。 （ X ）5. 費米分布函數適用于簡并的電子系統(tǒng)，波耳茲曼分布函數適用于非簡并的電子系統(tǒng)。 （ ）6. 將Si摻雜入GaAs中，Si取代Ga則起施主雜質作用，若Si取代As則起受主雜質作用。 （ ）7. 無論本征半導體還是雜質半導體，其電子濃度和空穴濃度的乘積為常數，由

5、溫度和禁帶寬度決定。 （ ）8. 一塊半導體材料，光照在材料中會產生非平衡載流子，其中非平衡載流子的壽命為。若光照忽然停止，經過時間后，非平衡載流子全部消失。 （ X ）9. 在一定溫度下，光照在半導體材料中會產生非平衡載流子，光照穩(wěn)定后，由于電子空穴對的產生率與復合率相等，所以稱為熱平衡狀態(tài)，有統(tǒng)一的費米能級。 （ X ）10. 金屬和半導體接觸分為有整流特性的肖特基接觸和非整流的歐姆接觸。 （ ）三、分析題。1. 對于室溫下硅材料，假設載流子遷移率分別為，且認為不隨摻雜而變化。已知，本征載流子濃度，硅的原子密度為，。（1） 試計算本征硅的電阻率。（2） 當在本征硅中摻入百萬分之一的砷（As

6、）后，設雜質全部電離，試計算電子濃度和空穴濃度。（3） 畫出問題（2）中雜質半導體的能帶圖，并確定費米能級相對于的位置。（4） 試計算問題（2）中雜質半導體的電阻率與本征硅的電阻率的比值。（12分）解：（1） .（2分）（2） 雜質濃度為，由于雜質全部電離，所以，。.（4分）（3） ，所以費米能級在下方處。 .（2分） .（2分）（4） .（2分）2. 室溫下，n型硅樣品中，摻雜濃度。光均勻照射Si樣品上，電子-空穴對的產生率為，樣品壽命為。計算無光照和有光照的電導率。其中，已知，。（8分） 解：室溫下，雜質全部電離，。無光照：.（3分）有光照： .（2分）.（3分）3. 室溫下，施主濃度為的n型硅Si與鋁Al形成金屬與半導體接觸，Al的功函數為，Si的電子親和能為。已知，。（1）計算硅Si的功函數。（2）試畫出理想情況下金屬-半導體接觸的能帶圖，并標明半導體表面勢的數值。（3）判斷金屬-半導體接觸形成阻擋層還是反阻擋層。（12分）解：（1）室溫下，雜質全部電離，。，.（2分） （2分）（2）半導體表面勢 （2分） （4分）（3）形成電子阻擋層。