《半导体物理》期中试题解答

《半导体物理》

期中试题解答一、填空题纯净半导体的霍尔系数小于0。若一种半导体材料的霍尔系数等于0，则该材料的极性是

P型。电子在各能量状态上的分布服从费米分布的半导体称为简并半导体，可以采用波尔兹曼分布近似描述的半导体称为非简并半导体。

室温下本征Si的掺入杂质P后，费米能级向导带/Ec

移动，若进一步升高温度，费米能级向

Ei/本征费米能级/禁带中心能级/价带移动。半导体回旋共振实验用来测量载流子的有效质量。重掺杂通常会使半导体的禁带宽度变窄。金掺入半导体Si中是一种深能级杂质。7.电子在晶体中的共有化运动指的是电子在晶体各元胞对应点出现的几率相同

的几率相同。8.硅的晶体结构和能带结构分别是金刚石型和间接带隙型。二、选择题在常温下，将浓度为1014/cm3

的As掺入Si半导体中，该半导体中起主要散射作用的是

C。杂质散射光学波散射声学波散射多能谷散射下列哪个参数不能由霍尔效应实验确定

C。迁移率载流子浓度有效质量m*半导体极性重空穴指的是

D

。质量较大的原子组成的半导体中的空穴比电子质量大的空穴价带顶附近曲率较大的等能面上的空穴价带顶附近曲率较小的等能面上的空穴半导体中载流子迁移率的大小主要决定于

B。复合机构散射机构能带结构晶体结构若某材料电阻率随温度升高而单调下降，该材料是

A。本征半导体杂质半导体金属杂质化合物半导体6．以长声学波为主要散射机构时，电子的迁移率μn与温度的

B。

A.平方成正比

B.3/2次方成反比

C.平方成反比

D.1/2次方成正比7.公式中的A、散射时间；B、寿命；C、平均自由时间；D、扩散系数。是载流子的

C。8.对于一定的n型半导体材料，温度一定时，减少掺杂浓度，将导致

D靠近Ei；A、Ec;B、Ev;C、Eg;D、EF。9.当施主能级ED与费米能级EF相等时，电离施主的浓度为施主浓度的

C倍；A、1;B、1/2;C、1/3;D、1/4.10.在某半导体掺入硼的浓度为1014cm-3,磷为1015cm-3，则该半导体为

B半导体；其有效杂质浓度约为

E。A.本征;B.n型;C.p型;D.1.1×1015cm-3;E.9×1014cm-3三、设半导体有两个价带，带顶均在k=0处且能量相等，带顶空穴有效质量有以下关系： ，试定性画出两者的E-k关系图。EkE1：重空穴E2：轻空穴四、残分析逮化合民物半韵导体Pb州S中S的间偷隙原答子是障形成私施主雪还是芳受主衡？S2-PbSSPbSPb2+SPbS2-S的间贺隙原届子由胳于电塞负性球大，肠容易稍获取赖电子恼，形北成负日电中活心，呜充当致受主五、1）计卫算下酱面两银种材版料在冻室温猪下的嘴载流架子浓脊度：昆（1）掺且入密肚度为1014/c堂m3B的锗券材料嘱；涛（2）掺蠢入密痒度为1014/c骨m3B的硅项材料更。2）制局作一妄种p-集n结需峡要一孩种P型材层料，威工作晶温度竭是室袄温（30仿0K）,试判丝式断上勤面两姿种材云料中粗哪一未种适品用，碎并说秤明理竖由。改（纺在室凡温下美，硅仅：ni=1誉.5柄×1捐010/c旦m3锗：ni=2搂.4么×1泄013/c嗓m3）解：1）掺芳入锗鼓：ni/NA=械24葬%，故晓该P型材渴料处弱于过渡拦区掺入路硅：ni<<老NA，故泊该P型材恩料处懒于饱和锤电离逮区2）半糊导体脸器件世的稳发定工焰作区验应位法于其顶饱和手电离驶区，收以保谱证其载流慎子浓巷度稳患定，因言此应挽选用获掺杂嚷的Si材料六、简述N型半厅导体田载流些子浓征度、请费米木能级毅随温私度变绒化的俱规律允，并退绘出沃示意惊图，瓜在图某中标卫明所暗处温度区。ND0niTn0弱电离区强电离区过渡区本征区N型半喘导体没载流弓子浓票度(多子n)随温厉度的根变化腊情况ECEDEiTEF弱电离区强电离区过渡区本征区N型半估导体吴费米痛能级绘随温欢度的卖变化疫情况七、酬室温运下，臂在元桃素半理导体Si中掺修入1016/c屠m3P后，影半导秘体为纵哪种葡极性拣半导蛾体？P元素扮是施踢主还付是受奸主？甚此时透半导纳体的榆多数鸡载流如子和撇少数台载流尊子分非别是仍什么终？浓挠度分稻别是否多少姓？(室温低下，Si的ni=1笛.5阳×1乎010/c证m3)。半导宏体为N型半穴导体顺；P元素赴是施检主；多子庆是电故子，近空穴究是少饼子；室温卫下，ND=1斯016/c企m3>>ni=1确.5蜓×1叮010/c嚷m3半导变体处评于饱败和电恨离区八、躲试论桶证非奔简并设半导干体在地热平阿衡时街载流艘子浓泻度积乌与杂宇质浓辫度无爽关，续而与偷禁带肝宽度械有关萝。非简迈并半凑导体肠在热最平衡仁时载争流子渣浓度曾：浓度忌积而Nc、Nv均与盘杂质费浓度害无关商，故海浓度誓积只澡与禁母带宽弓度Eg有关竖。九、诱一个甲晶格榆常数景为a的一遵维晶粮体，薯其电兽子能井量E与波烘矢k的关个系是橡：爱讨论假在这猾个能赔带中办的电抢子，腥其有修效质狼量和镰速度钥如何灯随k变化贤。设一n型半质导体派导带抖电子孔的有裹效质油量为m*n=mo,试证叔明在30省0K时，财使得顿费米止能级EF=(效EC+ED)/败2的施粱主浓帐度为ND=2NC。（蛾设此候时的尺施主狼的电朱离很掉弱，状按非谢简并膊情况忙处理兔）证明渴：在草非简书并条端件下价：又，，由电歌中性尺条件旧得到序：n0=ND+所以恒有：当电触离很稳弱时嘴，即如果箱要求姜使得得证庸。有一层硅样起品在暂温度朵为30钓0k时，殿施主昂与受耻主的涛浓度标差ND-NA=1赛014cm-3,设杂美质全件部电羽离，吵已知澡该温妹度下说导带盗底的叼有效逆状态宽密度NC=2嫁.9阻×1骨019cm-3，硅扒的本售征载圾流子都浓度ni乞=1廉.5附×1染010cm-3,求样品呆的费总米能证级位郊于哪粥里？解：脊由电债中性袖条件帆可得:由题小意可象知，ni=1丸.5传×1已010cm-3,毛ND-NA=1露014cm-3故有潜：，可轮忽略p0,导带鱼电子汁浓度路为：所以所以做，样品彻的费宴米能景级位屋于导鼻带底Ec下方0.抬32税7e年V。在半势导体宫锗材划料中屠，掺垒入施闯主杂丘质浓篮度ND=1车01蹲4c颠m-既3,受主凶杂质浓度NA=7坦×1穿013cm-3,设室霉温下捏本征刷锗的铜电阻衬率为60任Ω.才cm，假设跑电子舅和空鹿穴的输迁移祝率分挂别为μn=3现60捕0c狮m2/V崭s，μp=1票80吊0cm2