2004 年上海华东师范大学半导体物理考研真题 一、名词解释（每题 4 分，共 32 分） 施主 _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________ 受主 _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________ 本征半导体 _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________ 功函数 _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________ 迁移率 _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________ 费米能级 

_______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________ 雪崩击穿 _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________ 俄歇复合 _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________ 二、简答题（每题 7 分，共 56 分） 1.讨论有效质量的物理意义 _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________ 2.分析 Si 和 GaAs 能带结构的特点 _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________ 3.定性分析掺杂半导体中电阻率随温度的变化情况，并说明原因 _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________ 

4.分析金在硅中形成的深能级情况，并说明掺金对载流子寿命的影响 _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________ 5.试画出金属和 n 型半导体接触时的能带示意图（假设金属功函数 Wm>半导体功函数 Ws） _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________ 6.分析隧道二极管中负阻特性的形成机制 _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________ 7.什么是耿氏效应?分析其形成机制和应用 _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________ 8.试画出 p-n 节正偏和反偏时的能带示意图，并分析 p-n 节单向导电的机制 _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________ 三、计算和讨论题（共 62 分） 1.（10 分）已知一维电子系统的能带 其中 a 为晶格常数，m 为电子质量，h 为普朗克常数。 试求 

（1）能带宽度， （2）能带底部和顶部的有效质量。 2.（10 分）77K 时掺磷的硅半导体中费米能级 ，其中 为硅的导带底位 置， 为磷在硅中的能级位置。 试求 （1）77K 时的电子浓度 （2）需要掺入的磷的浓度。 3.（10 分）施主浓度为 的两个 Si 样品。设杂质全部电离，分别计算 （1）室温时的电导率。 （2）500K 时的电导率 4.（11 分）已知 p-n 结势垒区中空间电荷密度为 （a>0），其中 q 为电子电荷， 为受主与施主浓度，，势垒区的边界在 和 x=Xp/2 处，求 （1）该 p-n 结的电场和电势分布。 （2）画出电场、电势和电势能的分布示意图 5.（10 分）室温下 p 型 Ge 半导体中电子寿命为 350 微秒，电子迁移率为 3600cm2/V·s，求 电子的扩散长度 6.（11 分）已知一个由 n 型半导体构成的理想 MIS 结构。试分析加不同偏压时的半导体表 面状况，分别画出 MIS 结构的能带示意图，并说明表面强反型的形成条件。 附∶相关参数