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哈尔滨工业大学 半导体物理 真题荟萃 一、解释下列名词或概念： （20 分） 1、准费米能级 6、布里渊区 2、小注入条件 7、本征半导体 3、简并半导体 8、欧姆接触 4、表面势 9、平带电压 5、表面反型层 10、表面复合速度 二、分别化出硅、锗和砷化镓的能带结构、并指出各自的特点（20 分） 三、简述半导体中可能的光吸收过程（20 分） 四、画出 p-n 结能带图（零偏、正偏和反偏情况） ，并简述 p-n 结势垒区形成的物理过程（20 分） 五、在一维情况下，以 p 型非均匀掺杂半导体为例，推出爱因斯坦关系式（20 分） 六、解释下列名词或概念： （20 分） 1、准费米能级 6、施主与受主杂质 2、小注入条件 7、本征半导体 3、简并半导体 8、光电导 4、表面势 9、深能级杂质 5、表面反型层 10、表面复合速度 七、画出 n 型半导体 MIS 结构理想 C-V 特性曲线， 如果绝缘层存在正电荷或者绝缘层-半导 体存在界面态将分别对曲线有和影响？（20 分） 八、简述半导体中可能的光吸收过程（20 分） 九、画出 p-n 结能带图（零偏、正偏和反偏情况） ，并简述 p-n 结势垒区形成的物理过程（20 分） 十、在一维情况下，以 n 型非均匀掺杂半导体为例，推出爱因斯坦关系式（20 分） 十一、 解释下列名词或概念（30 分） ： 1．有效质量 2. 复合中心 3. 载流子散射 4. 简并半导体 5. 少子寿命 6. 空穴 7. 表面复合速度 8. 光生电动势 9. 表面态 10. 表面强反型状态 二、画出本征半导体和杂质半导体电阻率随温度变化曲线(10 分),并解释其变化规 律(20 分)。 三、用能带论解释金属、半导体和绝缘体的导电性（30 分） 。 四、分别画出零偏、正偏和反偏情况下，p-n 结能带图（15 分） ，并简述 p-n 结势 1 垒区形成的物理过程（15 分） 五、如图所示，半导体光敏电阻上表面受到均匀的频率为ν的恒定光照，光功率为 Popt(w), 在电阻两端施加恒定偏压， 光敏电阻内载流子的平均漂移速度为 vd, 设表面反射率为 R，吸收系数为α，光敏电阻厚度 d1/α,量子产额为β，非 平衡载流子寿命为τ，试求： (1) 光敏电阻中光生载流子的平均产生率 g； 分） （8 (2) 光生电流 IP（忽略暗电流） 分） 设 IPh 为光生载流子被电极收集一次形成 （8 ， 的电流，求光电导增益 G = IP 的表达式（14 分） 。 I Ph 2 一、解释下列名词或概念： 1．重空穴、轻空穴 2. 表面态 3. 载流子散射 4. 本征半导体 5. 少子寿命 二、 简述杂质在半导体中的作用。 三、 简述理想 p-n 结光生伏特效应，画出开路条件下的能带图（12 分） ；根据理想 光电池电流电压方程，确定开路电压 VOC 和短路电流 ISC 表达式（8 分)，设 p-n 结反向电流为 IS，光生电流为 IL。 四、 以 p 型硅 MOS 结构为例， 画出可能测得的高频和低频 C-V 特性曲线， 说明如何 确定平带电压（10 分） ；若 SiO2 层中存在 Na 离子，曲线将如何变化？如何通 过实验确定其面密度（10 分）？ 五、 如图所示，有一均匀掺杂的ｐ型半导体（非高阻材料） ，在稳定光照下，体内均 匀地产生非平衡载流子，且满足小注入条件，产生率为 gｎ，半导体内部均匀掺 有浓度为 Nt 的金，电子俘获系数为 rn。仅在一面上存在表面复合，表面复合速 度为 Sｎ，载流子的扩散系数为 Dｎ，试确定非平衡载流子的分布。 + 6. k 空间等能面 7. 热载流子 8. 格波 9. 陷阱中心 10. 光电导灵敏度 五、 解释下列名词或概念（30 分） ： 6. 高度补偿半导体 7. 状态密度 8. 消光系数 9. 表面复合率 3 1．布里渊区 2. 光生伏特效应 3. 本征吸收 4. 间接带隙式半导体 5. 准费密能级 10. 光电导增益 二、分别论述深能级和浅能级杂质对半导体的影响(30 分)。 三、在一维情况下，以 p 型非均匀掺杂半导体为例，推出空穴的爱因斯 坦关系式（30 分） 四、画出理想 p-n 结和硅 p-n 结的电流电压曲线（15 分） ，并根据曲线 的差异简述硅 p-n 结电流电压曲线偏离理想 p-n 结主要因素 （15 分） 十二、 五、以 p 型硅 MOS 结构为例，画出可能测得的高频和低频 C-V 特性曲线， 说明如何确定平带电压（15 分） ；若 SiO2 层中存在 Na+离子，曲线将如何变 化？如何通过实验确定其面密度（15 分）？ 十三、 解释下列名词或概念： （30 分） 1、异质结 6、杂质电离能 2、间接带隙式半导体 7、光电导 3、载流子散射 8、空穴 4、光生电动势