历年真题第⼀章
1、Si、GaAs半导体材料的导带底、价带顶分别在k空间什么位置？其晶体结构和解理⾯分别是什么？哪个是直接带隙，哪个是间接带隙？(2006)
2、对于⾦刚⽯结构的硅Si和闪锌矿结构的砷化镓GaAs，在（111）晶⾯上，其原⼦⾯密度和⾯间距都是最⼤，为什么Si的解理⾯是（111），⽽GaAs不是？(2007)
3、半导体材料的禁带宽度Eg、N型半导体杂质激活能△Ed以及亲和势X分别表⽰半导体电⼦的什么状态特性？（2009年简答题7分）
4、与真空电⼦运动相⽐，半导体中电⼦的运动有何不同？（2009年简答题7分）（1-9题63分，每⼩题7分(2010)）Array 5、如图是⼀个半导体能带结构的E–k关系；1）哪个能带具有x⽅向更⼩的有效质量？2）考虑两个电⼦分别位于两个能带中的⼗字线处，
哪个电⼦的速度更⼤些？
6、写出硅(Si)和砷化镓(GaAs)的晶体结构、禁带宽度和解理⾯。？（2011年简答题6分）第⼆章
3、⾼阻的本征半导体材料和⾼阻的⾼度补偿的半导体材料的区别是什么？(2006) 1 深能级杂质和浅能级杂质概念（西交⼤）
1以硅为例，举例说明掺⼊浅能级和深能级杂质的⽬的和作⽤？（西电）
2.什么是浅能级杂质？什么是深能级杂质？列举出半导体硅中各⼀种杂质元素的例⼦。半导体中掺⼊这些杂质分别起什么作⽤? (2011)第三章
11、定性画出N型半导体样品，载流⼦浓度n随温度变化的曲线（全温区），讨论各段的物理意义，并标出本征激发随温度的曲线。设该样品的掺杂浓度为ND。⽐
较两曲线，论述宽带隙半导体材料器件⼯作温度围更宽。(2006-20分)
４、室温下，⼀N 型样品掺杂浓度为Nd ，全部电离。当温度升⾼后，其费⽶能级如何变化？为什么？⼀本征半导体，其费⽶能级随温度升⾼如何变化？为什么？（2007）
4、⼀块N 型半导体，随温度升⾼，载流⼦浓度如何变化？费⽶能级如何变化？（2009）
7、定性说明掺杂半导体费⽶能级与掺杂浓度和温度的关系是怎样的？（2010）
10、（20分）设某⼀种半导体材料室温下（300 K ）本征载流⼦浓度为1.0 × 1010 cm?3，价带和导带有效状态密度N V = N C= 1019 cm?3， ?1） 求禁带宽度； ?
2） 如果掺⼊施主杂质N D = 1016 cm?3，求300 K 下，热平衡下的电⼦和空⽳浓度； ?
3） 对于上⾯的样品，在⼜掺⼊N A = 2 × 1016 cm?3的受主杂质后，求新的热平衡电⼦和空⽳浓度（300 K ）。 ?4）求3）中，费⽶能级的位置E F ? E i ； (2010)
9.(10分 2011) 已知某半导体材料中n 型杂质浓度为N D ， ?p 型杂质浓度为N A ，假设杂质完全电离， ?
证明半导体中电⼦浓度： ?
11.(20分-2011) 对于⼀块掺杂浓度为N D 的N 型半导体材料，（1）⽰意画出电⼦浓度n 0随温度的变化曲线，并在图中同时画出本征半导体浓度n i 随温度变化的曲线；
（2）若掺杂浓度N D 提⾼，载流⼦浓度随温度变化曲线如何变化？0()2D A N N n -=+
（3）⽰意地画出N型半导体费⽶能级随温度的变化，并简单解释；（4）在n0随温度变化的曲线上，哪段温度的影响对材料电阻率起到增加的作⽤？为什么？第四章
4、半导体中主要的两种散射机构是什么？在有多种散射机构存在的情况下，为什么迁移率主要由⾃由时间短的机理决定？（2006）
9、（16分）在T=300K下，⼀N型半导体Si样品，测得的电阻率为0.1Ω-cm。（1）求此时的电⼦浓度和空⽳浓度（查图）。
（2）若在此样品中，再掺⼊9?1016cm-3P型杂质，求此时样品的电阻率、多⼦浓度和少⼦浓度。并求出此时多⼦的迁移率（查图）。（2006）
６、⼀N型硅样品杂质浓度为ND1，经扩硼B后（掺杂浓度为NA）样品变为P型；再经扩磷P（杂质浓度为ND2）样品⼜变为N型，此时载流⼦浓度为多少？与未扩散前的N型样品相⽐，迁移率有何变化？
７、半导体的电阻率通过掺杂可以敏感地控制，“掺⼊百万分之⼀的杂质，可以引起电阻率百万倍变化”，以硅为例，忽略掺杂对迁移率的影响，粗略估算证明之。
9、（16分）什么是载流⼦的迁移率？迁移率与载流⼦的平均⾃由时间成正⽐。有两种载流⼦的散射机构，平均⾃由时间分别为τ1，τ2，如果τ1〉τ2，总迁移率是不是由τ1散射机构决定？解释之。
12、（18分）当温度升⾼时，本征半导体的电阻率与⾦属的电阻率随温度变化有何不同？为什么？⼀块N型样品的电阻率随温度的变化⼜如何？解释之11、（13分）
1） 什么是载流⼦的迁移率？影响迁移率的主要散射机理有⼏种。讨论载流⼦类型、掺杂和环境温度对迁移率的影响关系。2） 论述⽤霍尔效应测量载流⼦迁移率的实验⽅法。(2010)
8. (16分) 已知T = 300K 时的硅热平衡空⽳浓度为p 0 = 2 ? 105 cm?3，– 求热平衡电⼦浓度。该材料是n 型还是p 型半导体？
– 若再向该材料中掺⼊N A = 1 ? 1013 cm?3的受主杂质，此时的电⼦和空⽳浓
度分别是多少？
– 假设该材料电⼦和空⽳的迁移率不变，计算掺杂前后电阻率变化。（2011）– （1）热平衡电⼦浓度n 0 = n i2/p 0 = (1.5 × 1010)2 / 2.5 × 105 = 9 × 1014 cm?3∵ n 0 > p 0, ∴ 该材料是n 型半导体
（2）再掺杂后，n 0,1 = N D – N A = 9 × 1014 – 1 × 1013 = 8.9 × 1014 cm?3p 0,1 = n i2/n 0,1 = (1.5 × 1010)2 / 8.9 × 1014 = 2.53 × 105 cm?3（3）初始电阻率ρ0 = ( 1/n 0q µn)，再掺杂后电阻率ρ1 = 1/n 0,1q µnρ1/ρ0 = n 0 /n 0,1 = 9/8.9 = 1.01 即电阻率变为原来的1.01倍，或增加了1%
⼗、(10分) 什么是载流⼦的迁移率？假定半导体存在三种散射机制。只存在第⼀种散射机制时的迁移率是2000 cm2/Vs ，只存在第⼆种散射机制时的迁移率是1500 cm2/Vs ，只存在第三种散射机制时的迁移率是500 cm2/Vs ，求总迁移率。（2011）根据多散射机构各散射⼏率与平均⾃由时间的关系可以得到总迁移率µ的倒数1/µ = 1/µ1 + 1/µ2 + 1/µ3
∴ µ = 1/(1/µ1 + 1/µ2 + 1/µ3) = 1/(1/2000 + 1/1500 + 1/500) = 315.8 cm2/Vs第五章
11、（15分）光均匀照射⼀个7Ωcm 的p 型Si 样品，电⼦－空⽳对的产⽣率为
5x1016cm-3s-1，样品寿命为10 µs ，计算光照前、后样品电阻率的改变，以及费⽶能级位置的变化（假定此问题中，电⼦和空⽳的迁移率相同）。（2008）
12、（24分）什么是载流⼦的扩散运动？什么是载流⼦的漂移运动？写出载流⼦的
爱因斯坦关系。结合半导体PN 结形成及达到平衡过程中载流⼦的扩散和漂移，讨论爱因斯坦关系的物理意义和半导体中载流⼦扩散和漂移运动的相互关联。（2008）2
/32/31**-+==T BN AT m q Pm q I µ
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