半導體物理學微電子與固體電子學（半導體材料）專業(yè)研究生考試試題

1、半導體物理學微電子與固體電子學（半導體材料）專業(yè)研究生考試試題考試科目：報考專業(yè)：一、說明下列概念或名詞的物理意義（分）、有效質(zhì)量、載流子散時、狀態(tài)密度、陷阱中心、光電導、空穴、直接復合與間接復合、少子壽命、熱載流子、受主雜質(zhì)與施主雜質(zhì)二、簡述、用能帶論定性地說明導體，半導體和絕緣體的導電性（分）、什么是良好的歐姆接觸，實現(xiàn)歐姆接觸的基本方法（分）、耿氏振蕩的機理（）三、已知在電容的iO2層中存在著a正離子和介面固定電荷，請設(shè)計一種實驗方法測定兩種電荷的面密度（庫侖厘米）（分）四、有一面積很大的半導體薄片，厚度為w，以穩(wěn)定光源均勻照射兩面，設(shè)光只在表面層內(nèi)產(chǎn)生電子空穴對，在小注入條件下，P(0

2、)= P1 ; P(W)= P2 。問：1片內(nèi)非平衡載流子分布僅與時間有關(guān)，還是僅與空間位置有關(guān)？或與兩者都有關(guān)？ （4分）2試確定片內(nèi)非平衡載流子的分布？（16分）解釋下列名詞或概念：（20分）1、準費米能級6、布里淵區(qū)2、小注入條件7、本征半導體3、簡并半導體8、歐姆接觸4、表面勢 9、平帶電壓5、表面反型層10、表面復合速度分別化出硅、鍺和砷化鎵的能帶結(jié)構(gòu)、并指出各自的特點（20分）簡述半導體中可能的光吸收過程（20分）畫出p-n結(jié)能帶圖（零偏、正偏和反偏情況），并簡述p-n結(jié)勢壘區(qū)形成的物理過程（20分）在一維情況下，以p型非均勻摻雜半導體為例，推出愛因斯坦關(guān)系式（20分）解釋下列名詞

3、或概念：（20分）1、準費米能級6、施主與受主雜質(zhì)2、小注入條件7、本征半導體3、簡并半導體8、光電導4、表面勢 9、深能級雜質(zhì)5、表面反型層10、表面復合速度畫出n型半導體MIS結(jié)構(gòu)理想C-V特性曲線，如果絕緣層存在正電荷或者絕緣層-半導體存在界面態(tài)將分別對曲線有和影響？（20分）簡述半導體中可能的光吸收過程（20分）畫出p-n結(jié)能帶圖（零偏、正偏和反偏情況），并簡述p-n結(jié)勢壘區(qū)形成的物理過程（20分）在一維情況下，以n型非均勻摻雜半導體為例，推出愛因斯坦關(guān)系式（20分） 哈爾濱工業(yè)大學 第 1 頁 共 2 頁 二 二 年碩士研究生考試試題 考試科目:半導體物理 報考專業(yè):微電子學與固體電

4、子學考試科目代碼： 考生注意：答案務必寫在答題紙上，并標明題號。答在試題上無效。解釋下列名詞或概念：1重空穴、輕空穴 6. k空間等能面2. 表面態(tài) 7. 熱載流子3. 載流子散射 8. 格波4. 本征半導體 9. 陷阱中心5. 少子壽命 10. 光電導靈敏度簡述雜質(zhì)在半導體中的作用。簡述理想p-n結(jié)光生伏特效應，畫出開路條件下的能帶圖（12分）；根據(jù)理想光電池電流電壓方程，確定開路電壓VOC和短路電流ISC表達式（8分)，設(shè) p-n結(jié)反向電流為IS，光生電流為IL。以p型硅MOS結(jié)構(gòu)為例，畫出可能測得的高頻和低頻C-V特性曲線，說明如何確定平帶電壓（10分）；若SiO2層中存在Na+離子，曲

5、線將如何變化？如何通過實驗確定其面密度（10分）？表面復合光照型半導體 第 2 頁 共 2 頁五、 如圖所示，有一均勻摻雜的型半導體（非高阻材料），在穩(wěn)定光照下，體內(nèi)均勻地產(chǎn)生非平衡載流子，且滿足小注入條件，產(chǎn)生率為g，半導體內(nèi)部均勻摻有濃度為Nt的金，電子俘獲系數(shù)為rn。僅在一面上存在表面復合，表面復合速度為S，載流子的擴散系數(shù)為D，試確定非平衡載流子的分布。 哈爾濱工業(yè)大學 第 1 頁 共 2 頁 二 三 年碩士研究生考試試題 考試科目:半導體物理 報考專業(yè):微電子學與固體電子學考試科目代碼： 考生注意：答案務必寫在答題紙上，并標明題號。答在試題上無效。解釋下列名詞或概念（30分）：1有效

6、質(zhì)量 6. 空穴2. 復合中心 7. 表面復合速度3. 載流子散射 8. 光生電動勢4. 簡并半導體 9. 表面態(tài)5. 少子壽命 10. 表面強反型狀態(tài)二、畫出本征半導體和雜質(zhì)半導體電阻率隨溫度變化曲線(10分),并解釋其變化規(guī)律(20分)。 三、用能帶論解釋金屬、半導體和絕緣體的導電性（30分）。四、分別畫出零偏、正偏和反偏情況下，p-n結(jié)能帶圖（15分），并簡述p-n結(jié)勢壘區(qū)形成的物理過程（15分）型半導體 第 2 頁 共 2 頁五、如圖所示，半導體光敏電阻上表面受到均勻的頻率為的恒定光照，光功率為Popt(w), 在電阻兩端施加恒定偏壓，光敏電阻內(nèi)載流子的平均漂移速度為vd, 設(shè)表面反射

7、率為R，吸收系數(shù)為，光敏電阻厚度d1/,量子產(chǎn)額為，非平衡載流子壽命為，試求：(1) 光敏電阻中光生載流子的平均產(chǎn)生率g；（8分）(2) 光生電流IP（忽略暗電流）（8分）， 設(shè)IPh為光生載流子被電極收集一次形成的電流，求光電導增益的表達式（14分）。 第1頁共1頁哈爾濱工業(yè)大學二OO四年碩士研究生考試試題考試科目：半導體物理_ 考試科目代碼： 適用專業(yè)：微電子學與固體電子學_考生注意：答案務必寫在答題紙上，并標明題號。答在試題上無效。題號一二三四五總 分分數(shù)3030303030分解釋下列名詞或概念（30分）：1布里淵區(qū) 6. 高度補償半導體2. 光生伏特效應 7. 狀態(tài)密度3. 本征吸收

8、8. 消光系數(shù)4. 間接帶隙式半導體9. 表面復合率5. 準費密能級 10. 光電導增益二、分別論述深能級和淺能級雜質(zhì)對半導體的影響(30分)。三、在一維情況下，以p型非均勻摻雜半導體為例，推出空穴的愛因斯坦關(guān)系式（30分）四、畫出理想p-n結(jié)和硅p-n結(jié)的電流電壓曲線（15分），并根據(jù)曲線的差異簡述硅p-n結(jié)電流電壓曲線偏離理想p-n結(jié)主要因素（15分）五、以p型硅MOS結(jié)構(gòu)為例，畫出可能測得的高頻和低頻C-V特性曲線，說明如何確定平帶電壓（15分）；若SiO2層中存在Na+離子，曲線將如何變化？如何通過實驗確定其面密度（15分）？ 解釋下列名詞或概念：（30分）1、異質(zhì)結(jié)6、雜質(zhì)電離能2、

9、間接帶隙式半導體7、光電導3、載流子散射8、空穴4、光生電動勢 9、有效質(zhì)量5、施主與受主雜質(zhì)10、少子壽命分別化出硅、鍺和砷化鎵的能帶結(jié)構(gòu)、并指出各自的特點（30分）試畫出理想硅p+-n柵控二極管反向電流IR隨柵壓VG的變化曲線，說明不同柵壓范圍內(nèi)反向電流IR的構(gòu)成。若SiO2層中存在Na+, 曲線如何變化？若Si-SiO2存在界面態(tài)，曲線將如何變化？（30分）簡述半導體中可能的光吸收過程（30分）在一維情況下，以p型非均勻摻雜半導體為例，推出愛因斯坦關(guān)系式 （30分） 哈爾濱工業(yè)大學 第 1 頁 共 1 頁二六年碩士研究生考試試題（回憶要點）考試科目：半導體物理 報考專業(yè)：微電子學與固體電

10、子學考試科目代碼： 406 考生注意：答案務必寫在答題紙上，并標明題號.答在試題上無效.題號一二 三四五總分分數(shù)3030303030150分解釋下列名詞或概念:狀態(tài)密度 6. 光電導增益直接復合與間接復合 7. 準費米能級受主雜質(zhì)與施主雜質(zhì) 8. 本征吸收熱載流子 9. 光電子發(fā)射效率(內(nèi)部,外部)光電導敏度二分別化出硅、鍺和砷化鎵的能帶結(jié)構(gòu)、并指出各自的特點三簡述半導體的散射機制。以下p型和mos結(jié)構(gòu)為例,說明的能測得的c-v特性曲線,如果有Na+影響又如何?如何測定平帶電壓以及如何用實驗的方法求出SiO2層中Na+密度。五連續(xù)性方程。（半導體物理劉秉升 課本例題 ）kaoyan huiyi

11、ban07年二簡述雜質(zhì)在半導體中的作用。三在一維情況下，以p型非均勻摻雜半導體為例，推出愛因斯坦關(guān)系式。 四簡述p-n結(jié)激光器原理。07年二簡述雜質(zhì)在半導體中的作用。三在一維情況下，以p型非均勻摻雜半導體為例，推出愛因斯坦關(guān)系式。 四簡述p-n結(jié)激光器原理。97年1.解釋下列名詞或概念：（20分）施主和受主雜質(zhì)半導體功函數(shù)歐姆接觸光電導增益少子壽命非簡并半導體格波準費米能級深能級雜質(zhì)表面復合速度簡述半導體中載流子的主要散射機構(gòu)（20分）畫出n型半導體MOS結(jié)構(gòu)可能測出的C-V特性曲線，如果SiO2中存在Na+離子曲線將如何變化？如何測出其面密度？說明如何測出襯底濃度？（20分）簡述半導體的光生

12、伏特效應，利用理想光電池電流-電壓方程確定開路電壓VOC和短路電流ISC（20分）有一面積很大的半導體薄片，厚度為w，以穩(wěn)定光源均勻照射兩面，設(shè)光只在表面層內(nèi)產(chǎn)生電子空穴對，在消注入條件下，P(0)= P1 ; P(W)= P2 。問：片內(nèi)非平衡載流子分布僅與時間有關(guān)，還是僅與空間位置有關(guān)？或與兩者都有關(guān)？ （5分）試確定片內(nèi)非平衡載流子的分布？（15分）98年1.說明下列名詞或概念：（20分）狀態(tài)密度（6）表面態(tài)復合中心（7）半導體功函數(shù)施主與受主雜質(zhì)（8）熱載流子簡并半導體（9）直接和間接帶隙式半導體異質(zhì)結(jié) （10）準費米能級2畫出零偏、正偏和反偏下，p-n結(jié)的能帶圖。（10分）3如圖所示，有一均勻摻雜的n型半導體，在穩(wěn)定光照下，體內(nèi)均勻地產(chǎn)生非平衡載流子，產(chǎn)生率為gP，壽命為P,僅在一面上存在表面復合，表面復合速度為SP，載流子的擴散長度為LP，試確定非平衡載流子分布。（20分）4試畫出理想硅p+-n柵控二極管反向電流IR隨柵壓VG的變化曲線，說明不同柵壓范圍內(nèi)反向電流IR的構(gòu)成。若SiO2層中存在Na+, 曲線如何變化？若Si-SiO2存在界面態(tài)，曲線將如何變化？ （20分）5如圖所示，半導體光敏電阻上表面受到均勻的頻率為的恒定光照，光