申論 1Si 與Ge 都是鑽石結構,其晶格常數分別為5.43Å 與5.66Å。有一由Si 與Ge 組成的合金半導體SiGe,問該合金半導體的晶格結構為何?說明其晶格結構的構造。此合金半導體的晶格常數為多少?其中的Si 與Ge 的原子濃度又各為多少?(20 分)
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弱點分析
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申論 2㈠請說明半導體中載子傳導的漂移速度(drift velocity)、熱速度(thermalvelocity)、以及遷移率(mobility)。(10分)㈡舉出兩種影響載子遷移率的散射機制(scattering mechanism),並說明其與溫度的關係。(10分)
申論 3考慮一個陡峭(abrupt)P+N接面,兩邊的雜質濃度分別為N與N;ADN>>N。若接面處於平衡狀態,請由載子擴散、復合的觀點來說明接面AD空乏區(depletion region)、內建電場(built-in electric field)的生成機制,並指出內建電場的指向。若接面由內建電場產生的內建電位為V,空乏bi區寬度為W;以空乏區近似法表出W與V的關係式。半導體的介電係數為biε,單位電荷為q。(20分)
申論 4考慮一個NPN雙極性電晶體,若將其操作在主動區,其射基極接面與集基極接面的電壓應如何安排?以基極為零電壓參考點說明之。就主動區操作之該電晶體,畫出能帶對空間的概要圖,並在圖上標出各項電子、電洞之擴散電流以及復合電流。並由這些電流來定義注入效率(injectionefficiency)以及傳輸因子(transport factor)。(20分)
申論 5矽的Deal-Grove 熱氧化模型公式:D+ A D = Bt,公式中D 為氧化層厚度、t 為氧化時間、A 與B 為參數。求氧化速率dD/dt。由反應物在氧化層經由擴散到氧化層與矽介面進行氧化的模型來分別說明在D<<A 與D>>A 兩種狀況下,氧化層厚度與時間關係。(20 分)