《半导体器件物理》复习题2012

《半导体器件物理》复习思考题

（1）提高半导体的掺杂浓度，p-n结的势垒高度将会＿增大＿＿，p-n结的势垒厚度将会＿＿增大＿；如果重掺杂，使半导体达到高度简并时，p-n结的势垒高度将会＿减小＿＿＿。（增大；减小；不变）（2）当环境温度升高时，p-n结的势垒高度将会＿减小＿＿＿，p-n结的势垒厚度将会＿减小＿＿，p-n 结的正向压降将会＿＿减小＿＿＿。（增大；减小；不变）

（3）半导体耗尽层就是其中不存在有＿任何载流子＿＿＿＿的区域。

（任何载流子；任何电荷；任何载流子和任何电荷）

（4）线性缓变p-n结的雪崩击穿电压要＿高于＿＿突变p-n结的击穿电压。

（高于；低于；等于）

（5）同时表征少数载流子的寿命长短和扩散快慢的一个重要参量是＿扩散长度＿＿＿。（迁移率；扩散系数；扩散长度）

（6）决定通过p-n结电流大小的主要因素是＿少数载流子扩散的浓度梯度＿。

（少数载流子扩散的浓度梯度；多数载流子的浓度；载流子的漂移速度；势垒区中的电场）；限制p-n结电流大小的主要区域是＿势垒区两边的中性扩散区＿。（存在有电场的势垒区；势垒区两边的中性扩散区；势垒区和扩散区以外的中性区）

（7）通过p+-n结的电子电流＿＿小于＿＿＿空穴电流。（大于；小于；等于）

（8）对于Si的p-n结，其反向电流主要是＿势垒区中复合中心的产生电流＿。

（在扩散区的少数载流子扩散电流；势垒区中复合中心的产生电流；势垒区中的漂移电流）温度升高时，Si p-n结的反向电流将＿指数增加＿。（线性增加；指数增加；快速下降；不变）

（9）p-n结在正向电压下呈现出的电容，有＿＿势垒电容和扩散电容＿＿＿＿。

（势垒电容；扩散电容；势垒电容和扩散电容）

（10）由金属-半导体接触构成的Schottky二极管，是＿多数载流子器件＿＿＿。

（少数载流子器件；多数载流子器件）与p-n结二极管相比，Schottky二极管具有＿＿＿＿较低＿＿的正向电压。（较高；较低；相等）

（11）对于放大状态的n+-p-n晶体管，通过基极的电流分量包括有＿在基区复合的电子电流，在发射区注入空穴的扩散电流，在基区抽取的电子的扩散电流，发射结势垒区中复合中心的电流＿。

（12）BJT的ICEO要比ICBO约大＿＿＿β0＿＿＿＿倍。（α0；β0）

（13）BJT的发射极电流集边效应是由于＿基区扩展电阻＿＿而产生的。

（发射极串联电阻；基区扩展电阻；基区展宽效应；基区电导调制效应）

（14）Early效应是由集电结电压变化＿＿所引起的，其基本涵义是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；Kirk效应是

由＿大的发射极电流＿所引起的，其基本的涵义是。（发射结电压变化；集电结电压变化；高的集电结电压；大的发射极电流；大的基极电流）

（15）BJT的集电结与单独的p-n结相比（在可类比的情况下），它通过的电流要＿大＿，其击穿电压要＿低＿＿。（大；小；高；低）

（16）影响双极型晶体管耗散功率的主要因素是＿＿＿＿热阻＿＿＿。（基极电阻；击穿电压；集电极最大允许工作电流；热阻）

（17）BJT的开关时间一般主要决定于＿基区和集电区中过量存储电荷消失的时间＿＿。

（发射结的充放电时间；基区和集电区中过量存储电荷消失的时间；集电结的充放电时间）

（18）与双极型晶体管不同，场效应晶体管是＿电压控制＿＿器件（电压控制；电流控制），是＿＿多数＿＿载流子器件（多数；少数）。

（19）MOSFET的阈值电压基本上包含有＿栅氧化层上的电压，使半导体表面产生强反型层所需要的电压，

/Si系统内部和界面的电荷]＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿几个部平带电压[包含金属-半导体的功函数差和SiO

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分的电压。

（20）MOSFET的阈值电压随着温度的升高将＿下降＿（下降；增大；不变）。

（21）对于长沟道场效应晶体管，其电流饱和的机理是＿沟道夹断＿＿；而对于短沟道沟道场效应晶体管，其电流饱和的机理是＿速度饱和＿＿＿。（沟道夹断；速度饱和；迁移率下降）

（22）场效应晶体管的跨导g m是反映栅极电压变化引起源-漏电流变化的大小＿（栅极电压变化引起源-漏电流变化的大小；源-漏电压变化引起源-漏电流变化的大小），它表征着场效应晶体管的＿放大性能＿＿（输出电阻；输入电阻；放大性能）。

（23）对于场效应晶体管，其饱和区的跨导要＿大于＿＿线性区的跨导（大于；小于；等于），并且饱和区的跨导等于＿线性区的漏电导＿（饱和区的漏电导；线性区的漏电导；衬底的跨导）。

（24）场效应晶体管的特征频率(截止频率) f T是根据＿输出交流电流等于输入交流电流＿来确定的（输出交流电流等于输入交流电流；输出阻抗等于输入阻抗；输出电压等于输入电压）；短沟道MOSFET的f T，往往决定于栅极回路时间常数，它与沟道长度之间具有＿平方反比＿＿关系（正比；反比；无关；平方反比）。

（25）MOSFET表面沟道中载流子的迁移率要＿低于＿＿埋沟中载流子的迁移率（高于；低于；等于），并且在室温下迁移率随着温度的升高将＿下降＿＿＿（下降；增大；不变）。

（26）MOSFET源-漏之间所能加的最高电压（击穿电压）决定于＿漏结的击穿电压和源-漏穿通电压＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。（源结的击穿电压；漏结的击穿电压；栅氧化层的耐压；源-漏穿通电压）。

（27）MOSFET的亚阈状态是＿不出现＿沟道的一种工作模式（出现；不出现）；亚阈电流与栅极电压之间＿有指数＿＿关系（有指数；有线性；没有）。

（28）限制着小尺寸MOSFET进一步缩小尺寸的DIBL效应，将使得漏极电流＿增大＿，和使得阈值电压＿减小＿＿。（增大；减小；不变）

（29）小尺寸MOSFET的LDD（轻掺杂漏区）结构，其主要特点是可防止＿热电子效应＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。（短沟道效应；热电子效应；源-漏穿通效应）

（30）浮置栅雪崩注入MOS（FAMOS）器件和叠栅雪崩注入MOS（SAMOS）器件都是利用＿＿＿＿＿沟道雪崩注入效应＿＿＿＿＿＿＿来工作的一种存贮器件。

（雪崩击穿效应；沟道雪崩注入效应；载流子速度饱和效应）

（31）双极型集成电路中器件的缩小规则适宜于采用＿恒定电压(CV)缩小规则＿＿,而MOS-VLSI数字集成电路中器件的缩小规则适宜于采用＿＿＿恒定亚阈特性缩小规则＿＿＿＿＿。（恒定电场(CE)缩小规则；恒定电压(CV)缩小规则；恒定亚阈特性缩小规则）

（32）对于CMOS-E/E静态反向器，最低电平是＿地电位＿＿＿，最高电平是＿电源电压＿＿。（电源电压；地电位；电源电压减去阈值电压；电源电压减去栅-源电压）

（33）CMOS反向器的逻辑阈值电压一般选取为电源电压的一半＿（电源电压；电源电压的一半；驱动管的阈值电压）；在这时驱动管和负载管都处于饱和状态＿＿状态（截止状态；饱和状态；放大状态）。

（34）对于CMOS，采用SOI衬底的最大好处之一是＿＿＿可有效地消除“自锁”效应＿＿＿＿＿＿＿。（可有效地消除“自锁”效应；可防止热电子效应；可提高击穿电压）

（35）对于VLSI中的小尺寸MOSFET，其沟道区域一般都需要进行掺杂，它的目的主要是＿＿防止源-漏穿通和控制阈值电压＿＿＿＿＿＿。（消除热电子效应；防止源-漏穿通；控制阈值电压；减弱短沟道效应）（36）实际短沟道MOSFET的输出伏安特性曲线，在饱和区的电流并不饱和，其主要原因是＿＿＿DIBL效应和沟道长度调制效应＿＿＿。（DIBL效应；沟道长度调制效应；速度饱和效应：热载流子效应）

一、填空（共32分，每空2分）

1、PN结电容可分为扩散电容和过渡区电容两种，它们之间的主要区别在于扩散电容产生于过渡区外

的一个扩散长度范围内，其机理为少子的充放电，而过渡区电容产生于空间电荷区，其机理为多

子的注入和耗尽。

2、当MOSFET器件尺寸缩小时会对其阈值电压V T产生影响，具体地，对于短沟道器件对V T的影响为

下降，对于窄沟道器件对V T的影响为上升。

3、在NPN型BJT中其集电极电流I C受V BE电压控制，其基极电流I B受V BE电压控制。

4、硅-绝缘体SOI器件可用标准的MOS工艺制备，该类器件显著的优点是寄生参数小，响应速度快

等。

5、PN结击穿的机制主要有雪崩击穿、齐纳击穿、热击穿等等几种，其中发生雪崩击穿的条件为

V B>6E g/q。

当MOSFET进入饱和区之后，漏电流发生不饱和现象，其中主要的原因有沟道长度调制效应，漏沟静电反馈效应和空间电荷限制效应。

一、选择填空（22分）

1、在硅和锗的能带结构中，在布里渊中心存在两个极大值重合的价带，外面的能带（ B ），

对应的有效质量（ C ），称该能带中的空穴为( E )。

A. 曲率大；

B. 曲率小；

C. 大；

D. 小；

E. 重空穴；

F. 轻空穴

2、如果杂质既有施主的作用又有受主的作用，则这种杂质称为（ F ）。

A. 施主

B. 受主

C.复合中心

D.陷阱 F. 两性杂质

3、在通常情况下，GaN呈（ A ）型结构，具有（ C ），它是（ F ）半导体材料。

A. 纤锌矿型；

B. 闪锌矿型；

C. 六方对称性；

D. 立方对称性；

E.间接带隙；

F. 直接带隙。

4、同一种施主杂质掺入甲、乙两种半导体，如果甲的相对介电常数εr是乙的3/4， m n*/m0值是乙的2倍，那么用类氢模型计算结果是（ D ）。

A.甲的施主杂质电离能是乙的8/3，弱束缚电子基态轨道半径为乙的3/4

B.甲的施主杂质电离能是乙的3/2，弱束缚电子基态轨道半径为乙的32/9

C.甲的施主杂质电离能是乙的16/3，弱束缚电子基态轨道半径为乙的8/3

D.甲的施主杂质电离能是乙的32/9，的弱束缚电子基态轨道半径为乙的3/8

5、.一块半导体寿命τ=15μs，光照在材料中会产生非平衡载流子，光照突然停止30μs后，其中非平衡载流子将衰减到原来的（ C ）。 A.1/4 ； B.1/e ； C.1/e2； D.1/2

6、对于同时存在一种施主杂质和一种受主杂质的均匀掺杂的非简并半导体，在温度足够高、n i>> /N D-N A/ 时，半导体具有（ B ）半导体的导电特性。 A. 非本征 B.本征

7、在室温下，非简并Si中电子扩散系数Dｎ与ＮＤ有如下图（C ）所示的最恰当的依赖关系：

ＤｎＤｎＤｎＤｎ

8、在纯的半导体硅中掺入硼，在一定的温度下，当掺入的浓度增加时，费米能级向（ A ）移动；当掺杂浓度一定时，温度从室温逐步增加，费米能级向( C )移动。A.Ev ； B.Ec ； C.Ei； D. E F

9、把磷化镓在氮气氛中退火，会有氮取代部分的磷，这会在磷化镓中出现（ D ）。

A.改变禁带宽度；

B.产生复合中心；

C.产生空穴陷阱；

D.产生等电子陷阱。

10、对于大注入下的直接复合，非平衡载流子的寿命不再是个常数，它与（ C ）。

A.非平衡载流子浓度成正比；

B.平衡载流子浓度成正比；

C.非平衡载流子浓度成反比；

D.平衡载流子浓度成反比。

11、杂质半导体中的载流子输运过程的散射机构中，当温度升高时，电离杂质散射的概率和晶格振动声子的散射概率的变化分别是（ B ）。

A.变大，变小；

B.变小，变大；

C.变小，变小；

D.变大，变大。

12、如在半导体的禁带中有一个深杂质能级位于禁带中央，则它对电子的俘获率（ B ）空穴的俘获率，它是（ D ）。 A.大于； B.等于； C.小于； D.有效的复合中心； E. 有效陷阱。

13、在磷掺杂浓度为2×1016cm-3的硅衬底（功函数约为4.25eV）上要做出欧姆接触，下面四种金属最适合的是（ A ）。A. In (W m=3.8eV) ； B. Cr (W m=4.6eV)； C. Au (W m=4.8eV)； D. Al (W m=4.2eV)。14、在硅基MOS器件中，硅衬底和SiO2界面处的固定电荷是（ B ），它的存在使得半导体表面的能带（ C ）弯曲，在C-V曲线上造成平带电压（ F ）偏移。

A.钠离子；

B.过剩的硅离子；

C.向下；

D.向上；

E. 向正向电压方向；

F. 向负向电压方向。