华工半导体物理试卷综合

1、一、选择填空（10分，每题2分）本征半导体是指的半导体。不含杂质与缺陷电子密度与空穴密度相等电阻率最高电子密度与本征载流子密度相等砷化镓的导带极值位于布里渊区。中心方向近边界处方向近边界处方向近边界处公式卩=qT/m*中的T是载流子的。渡越时间寿命平均自由时间扩散系数半导体中载流子扩散系数的大小决定于其中的。复合机构散射机构能带机构晶体结构在光电转换过程中，硅（Si）材料一般不如砷化镓（GaAs）量子效率高，因其。禁带较窄禁带是间接跃迁型禁带较宽禁带是直接跃迁型1.电子在晶体中的共有化运动指的是。电子在晶体中各点出现的几率相同电子在晶体元胞中各点出现的几率相同电子在晶体各元胞对应点出现的几率相

2、同D.电子在晶体各元胞对应点有相同位相3.若某半导体导带中发现电子的几率为零，则该半导体必定。不含施主杂质不含受主杂质不含任何杂质处于绝对零度5.重空穴指的是。质量较大的原子组成的半导体中的空穴B价带顶附近曲率较大的等能面上的空穴C价带顶附近曲率较小的等能面上的空穴自旋一轨道耦合分裂出来的能带上的空穴在进入太空的空间实验室中生长的砷化镓通常具有很高的载流子迁移率，这是因为的缘故。无杂质污染受较强宇宙射线照射晶体生长完整性好化学配比合理10.下列情况下，室温下功函数最大者为含硼lX10i5/cm3的硅含磷lX10i6/cm3的硅含硼lX10i5/cm3，含磷lX10i6/cm3的硅纯净硅二、解释

3、下列概念（10分，每题2分）1、空穴2、非平衡载流子3、费米能级4、迁移率5、霍耳效应2、浅能级杂质3、声子4、迁移率5、光电导三、回答问题(共20分，每题10分)1、由同一种元素的原子组成的二维晶体，如图所示。画出布拉菲格子；画出两种不同形式的原胞，并指出每个原胞中含的原子数。2、画出半导体Si的能带结构示意图，并简述其晶体结构的特点。三、回答问题(共20分，每题10分)1、由三种元素的原子组成的二维晶体，如图所示。画出布拉菲格子。画出两种不同形式的原胞，并指出每个原胞中含的原子数。2、画出半导体GaAs的晶体结构示意图，并简述其能带结构的特点。0X四、证明题（20分）试用一维非均匀掺杂（掺

4、杂浓度随x的增加而下降），非简并p型半导体模型导出爱因斯坦关系式：DkTP=0卩q五、计算题（20分）用适当频率的光照射掺杂浓度N=1.0X10i5/cm3的n型Si片，在晶片中均匀产生非平衡载流子，产生率G=5X10i9/cm3s,空穴寿命T=1s,设无表面复合，求：（1）光照开始后：非平衡空穴浓度随时间t变化的规律；（2）光照达到稳定态后，晶片中非平衡载流子浓度和导电率。（室温时，硅的电子和空穴迁移率卩=1350cm2/（Vs）,卩=500cm2/（Vs）nP四、计算题（20分）证明当卩工卩，且载流子浓度np时，半导体材料的电导率最小，并求b的表达式。min五、计算题（20分）光照如图所示

5、n型半导体样品，假设光被均匀吸收，电子-空穴对的产生率为G（小注入），试在下列两种情况下分别求出稳态的非平衡空穴浓度分布。（1）不考虑表面复合；（2）在x=0的表面的表面复合速度为S。六、计算题（20分）由金属-SiO-P型硅组成得MOS结构，当外加电压使半导体表面少数载流子浓度n与内部多数载流子浓度p相等时作为临界强反型条件。（1）试证明临界强反型时，半导体表面势c2kTN甘亠E-EV=2V=0Ina，其中V=ifsBqnBqi（2）画出临界强反型时半导体的能带图，标明相关符号，并把反型、耗尽、中性区各部分用竖线分开，用文字指明。六、计算题(20分)试说明在室温下，某半导体的电子浓度n二nJ匕，时，其电导率a为最n小值。式中n是本征载流子浓度，卩、卩分别为电子和空穴的迁移率。试求上