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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划半导体掺杂材料的判断思考题与练习题第一章半导体中的电子状态1、比较说明孤立原子中的电子、自由电子、晶体中的电子的运动状态？2、定性比较说明导体、绝缘体、半导体导电能力差异物理机制。3、说明描述晶体中的电子的有效质量的物理含义，与自由电子的惯性质量有何区别，其引入有何好处？4、空穴的物理含义？5、简述半导体的导电机构，与金属比较。6、解释等能面，简述回旋共振测量有效质量的原理7、简述Si、Ge的能带结构特征8、简述GaAs的能带结构特征9、比较CdTe、HgTe的能带结构10、族或族或
2、族半导体中，那些可以形成混合晶体，其能带结构随组分的变化而如何变化？这些混合晶体有何应用？11、晶格常数为的一维晶格，当外加102V/m、107V/m的电场时，分别计算出电子从能带底运动到能带顶的时间12、设晶格常数为a的一维晶格，导带极小值Ec和价带极大值附近能量分别为：第三章半导体中载流子的统计分布思考题1、半导体处于怎样的状态才能叫处于热平衡状态？其物理意义如何？一单晶硅棒，在分别受太阳光照和处于暗态时，何时是处于热平衡状态？一单晶硅棒，在两头温度分别为40摄氏度和80摄氏度时，该材料可以处于热平衡态吗？2、什么叫统计分布函数？费米分布和玻尔兹曼分布的函数形式有何区别？在怎样的条件下前者
3、可以过渡为后者？为什么半导体中载流子分布可以用波尔兹曼分布描述？3、说明费米能级EF的物理意义。根据EF位置如何计算半导体中电子和空穴浓度？如何理解费米能级EF是掺杂类型和掺杂程度的标志？4、在半导体计算中，经常应用E-EFk0T这个条件把电子从费米统计过渡到玻尔兹曼统计，试说明这种过渡的物理意义？5、写出半导体的电中性方程，此方程在半导体中有何重要意义？6、若nSi中掺入受主杂质，EF升高还是降低？若温度升高到本征激发起作用时，EF在什么位置？为什么？7、如何理解分布函数与状态密度的乘积再对能量积分即可求得电子浓度？8、为什么硅半导体器件比锗半导体器件的工作温度高？9、说明载流子浓度乘积：n
4、0p0=ni2的物理意义。为什么杂质含量愈高，多子浓度愈大，而少子浓度愈小？当半导体中掺入的杂质类型和杂质含量改变时，乘积n0p0是否改变？当温度改变时，情况又如何？受光照或电场作用的半导体，情况又如何？10、对只含施主杂质的n型半导体，在室温时能否认为载流子浓度为n0=ND+ni，p0=ni？为什么？11、有n型半导体，如果不掺入受主；掺入少量受主，那么当温度趋于0K时，两种情况下的费米能级的极限位置是否重合？12、当温度一定时，杂质半导体的费米能级主要由什么因素决定？试把强N、弱N型半导体与强P、弱P型半导体的费米能级与本征半导体的费米能级比较。13、不同掺杂浓度的n型半导体，其电子浓度和
5、温度的关系曲线如图所示，在左方曲线彼此重合，在右方超过某一温度T后两条曲线平行？试说明理由。这两部分曲线的斜率表示什么？14有一n型半导体，掺入三种不同浓度的施主杂质后，得到的EF-T关系曲线如图3-2所示。试问曲线1、2、3中那条对应较高的施主浓度，那条对应较低的施主浓度？15、某含有一些施主的p型半导体在极低温度下电子在各种能级上的分布情况如何？定性说明随温度升高分布将如何改变？16、什么叫载流子的简并化？试说明其产生的原因。有一重掺杂半导体，当温度升高到某一值时，导带中电子开始进入简并。当温度继续升高时简并能否解除？17、有四块含有不同施主浓度的Ge样品。在室温下分别为：高电导n-Ge；
6、低电导n-G；高电导p-Ge；低电导p-Ge；高低比较四块样品EF的。分别说明它们达到全部杂质电离与本征导电温度的高低？18、室温下某n型Si单晶掺入的施主浓度ND大于另一块n型Ge掺入的施主浓度ND1。问那一块材料的平衡少子浓度较大？为什么？19、半导体中掺入大量的施主杂质，可能会出现什么效应？20、比较并区别如下概念：k空间状态密度、能量状态密度与有效状态密度简并半导体和非简并半导体21、就本征激发而言，导带中平衡的电子浓度一定正比于exp(-Eg/2k0T)吗？为什么？22、定性讨论如下掺杂硅单晶费米能级位置相对于纯单晶硅材料的改变，及随温度变化时如何改变：含有1016cm-3的硼；含有
7、1016cm-3的硼和91015cm-3的金；含有1015cm-3的硼和91015cm-3的金；23、说明两种测定施主和受主杂质浓度的实验方法的原理？24、已知温度为500K时，硅ni=41014cm-3，如电子浓度为21016cm-3，空穴浓度为21014cm-3性，该半导体是否处于热平衡状态？25、定性说明下图对应的半导体极性和掺杂状况26、T0K，n型半导体导带中电子浓度为“n无”，若在该半导体中掺入少量受主杂质，其浓度为NA时导带中电子浓度为“n有”，证明：n有/n无=(n有/NA)1/227、下图为某杂质半导体导带电子浓度随温度的变化曲线，定性解释该曲线反映的物理机制？第四章1、根据
8、散射的物理模型，说明为什么电离杂质使Ge、Si等元素半导体的迁移率随温度按照关系T3/2变化，而晶格振动散射使迁移率按照关系T-3/2变化？2、什么是声子，它在半导体材料的电导中起什么作用？3、半导体的电阻温度系数是正的或是负的，为什么？4、有一块本征半导体样品，请定性说明增加其电导率的两个过程。一是参杂，增加载流子浓度二是加热，本征激发，增加电子和空穴浓度。5、强电场作用下，迁移率的数值与场强E有关，这时欧姆定律是否仍然正确？为什么？6、光学波散射和声学波散射的物理机制有何区别？各在什么样的晶体中起主要作用？7、本征Ge和Si材料中，载流子迁移率随温度增加如何变化？1、晶格常数?的一维晶格，
9、当外加102V/m和107V/m电场时,试分别计算电子自能带底运动到能带顶所需时间。2、指出下图中各表示的是什么半导体?3、如图所示，解释一下n0T关系曲线。、若费米能EF=5eV，利用费米分布函数计算在什么温度下电子占据E=能级的概率为。并计算在该温度下电子分布概率所对应的能量区间。、两块n型硅材料,在某一温度T时，第一块与第二块的电子密度之比为n1/n2=e如果第一块材料的费米能级在导带底之下k0T，试求出第二块材料中费米能级的位置；求出两块材料中空穴密度之比p1/p2。6、硼的密度分别为NA1和NA2(NA1NA2)的两个硅样品，在室温条件下:哪个样品的少子密度低?哪个样品的EF离价带顶
10、近?如果再掺入少量的磷(磷的密度NDNA2)，它们的EF如何变化?7、现有三块半导体硅材料，已知在室温下(K)它们的空穴浓度分别为p01=1016cm-3、p02=1010cm-3、p03=104cm-3。分别计算这三块材料的电子浓度n01、n02、n03；判别这三块材料的导电类型；分别计算这三块材料的费米能级的位置。、室温下，本征锗的电阻率为47cm，试求本征载流子浓度。若掺入锑杂质，使每106个锗原子中有一个杂质原子,计算室温下电子浓度和空穴浓度。设杂质全部电离。锗原子的浓度为1022/cm3，试求该掺杂锗材料的电阻率。设n=3600cm2/(Vs)，p=1700cm2/(Vs)且认为不随
11、掺杂而变化。ni=1013cm-3。、在半导体锗材料中掺入施主杂质浓度ND=1014cm-3，受主杂质浓度NA=71013cm-3，设室温本下本征锗材料的电阻率为i=60cm，假设电子和空穴的迁移率分别为n=3800cm2/(Vs)，p=1800cm2/(Vs)，若流过样品的电流密度为/cm2，求所施加的电场强度。密封线以内答题无效电子科技大学二零九至二零一零学年第一学期期末考试考试形式：考试日期日课程成绩构成：平时10分，期中5分，实验15分，期末70分一、填空题:1.简并半导体一般是忽略。2.处在饱和电离区的N型Si半导体在温度升高后，电子迁移率会，电阻3.4.随温度的增加，P型半导体的霍
12、尔系数的符号。5.在半导体中同时掺入施主杂质和受主杂质，它们具有的作用，在制造各种半导体器件时，往往利用这种作用改变半导体的导电性能。6.ZnO是一种宽禁带半导体，真空制备过程中通常会导致材料缺氧形成氧空位，存在氧空位的ZnO半导体为N/电子型半导体。7.相对Si而言，InSb是制作霍尔器件的较好材料，是因为其电子迁移率较8.掺金工艺通常用于制造高频器件。金掺入半导体Si中是一种9.概括了晶体内部势场对载流子的作用，可通过回旋共振实验来测量。10.某N型Si半导体的功函数WS是，金属Al的功函数Wm是eV，该半导密封线以内答题无效体和金属接触时的界面将会形成反阻挡层接触/欧姆接触。11.12.
13、MIS结构中半导体表面处于临界强反型时，表面少子浓度等于内部多子浓度，表面13.金属和n型半导体接触形成肖特基势垒，若外加正向偏压于金属，则半导体表面电二、选择题1.如果对半导体进行重掺杂，会出现的现象是A.B.C.D.禁带变宽少子迁移率增大多子浓度减小简并化2.已知室温下Si的本征载流子浓度为ni=?1010cm-3。处于稳态的某掺杂Si半导体中电子浓度n=?1015cm-3，空穴浓度为p=?1012cm-3，则该半导体A.B.C.D.A.B.C.D.存在小注入的非平衡载流子存在大注入的非平衡载流子处于热平衡态是简并半导体若半导体导带中发现电子的几率为0，则该半导体必定处于绝对零度计算简并半
14、导体载流子浓度时不能用波尔兹曼统计代替费米统计处于低温弱电离区的半导体，其迁移率和电导率都随温度升高而增大半导体中，导带电子都处于导带底Ec能级位置3.下面说法错误的是4.下面说法正确的是A.空穴是一种真实存在的微观粒子B.MIS结构电容可等效为绝缘层电容与半导体表面电容的的并联C.稳态和热平衡态的物理含义是一样的密封线以内答题无效D.同一种半导体材料中，电子迁移率比空穴迁移率高5.空间实验室中失重状态下生长的GaAs与地面生长的GaAs相比，载流子迁移率要A.B.C.D.A.B.C.D.A.B.C.D.A.B.C.D.无杂质污染晶体生长更完整化学配比更合理宇宙射线的照射作用复合机构散射机构禁带宽度晶体结构本征半导体杂质半导体金属导体简并半导体上升下降不变经过一极值后趋近Ei6.半导体中少数载流子寿命的大小主要决定于7.若某材料电阻率随温度升高而单调下降，该材料是8.对于只含一种杂质的非简并型半导体，费米能级随温度上升而9.GaAs具有微分负电导现象，原因在于在强电场作用下，。A.B
