09版中科院半导体所研究生入学考试试题

2009年中科院半导体所研究生入学考试试题1、概念题1、简要说明半导体物理中引入有效质量和空穴载流子概念的物理意义。2、说明费米能级的物理意义。如何理解费米能级是半导体掺杂类型和掺杂程度的标志。3、说明半导体中浅能级杂质与深能级杂质有何不同。4、简要分析PN结的三种击穿机制。5、简要分析GaAs半导体材料在强电场下出现负微分电导现象的物理起因。6、比较三维晶体，二维量子阱和超晶格的状态密度与能量E的关系有何不同。2、已知某一维晶体的电子能带为其中，，晶格常数。求：(1)能带宽度；(2)能带底和能带顶的电子有效质量。3、一块有杂质补偿的Si材料，其中受主掺杂浓度为，室温下测得其费米能级与施主能级重合，此时电子的平衡浓度。已知室温下Si的本征载流子浓度为，求：（1）少子的平衡浓度；（2）施主杂质的掺杂浓度；（3）总的电离杂质浓度和未电离杂质浓度。4、对于一块中等掺杂水平的p型半导体，画出下列四种情况下的能带简图，标出费米能级或准费米能级的位置，并总结小注入和大注入两种情况下准费米能级变化的区别。（1）无光照（2）有光照，（为本征载流子浓度）（3）有光照，小注入，但（4）有光照，大注入五．施主浓度为的n型Si与Al形成金属与半导体接触，不考虑表面态的影响，已知Al的功函数为，Si的电子亲和能为。其导带底有效状态密度为。试计算半导体表面势。判断形成的是阻挡层还是反阻挡层，并画出理想情况下金属-半导体接触前和接触后的能带图。六、试证明非简并半导体在热平衡状态时的爱因斯坦关系：其中，分别为电子的扩散系数和迁移率。七、对于p型半导体形成的理想MIS结构在不同的外加电压下，表面状态分别出现积累、耗尽、反型、强反型四种类型。（1）分析出现上述四种状态时所加的外加电压的方向（2）分别画出出现积累层和耗尽层时的能带图（3）求开始出现反型时的条件，画出开始出现反型时的能带图（4）求开始出现强反型时的条件，画出开始出现强反型时的能带图