電子工程 100 年半導體工程考古題

在熱生長SiO2機制中，SiO2厚度X與生長時間t之關係式為X2+AX=B(t+τ)，其中τ為t = 0 時初始厚度Xo所需之相對應生長時間，已知A = 0.1 μm，B = 0.01 μm2/hr，Xo = 0.01 μm，請求出再生長2 hr後之總氧化層厚度為多少？（20 分）

已知矽晶體鑽石結構之晶格常數（lattice constant）為5.43×10-8 cm，請繪出矽晶體中矽 原子與四個相鄰原子間之空間關係圖，並求出相鄰兩原子間之距離為多少？（15 分）

在矽材料中已知常溫下之本質載子濃度ni = 1.5×1010 cm-3，1kT/q = 0.0259 V，q = 1.6×10-19 C，熱 平衡下之電洞濃度po = 5×1010 cm-3，電洞之位移率μp=850 cm2/V．S，電子之位移率 μn=120 cm2/V．S，請求出該材料之熱平衡電子濃度no=？電阻率（resistivity）ρ=？ （15 分）

在理想p-n接合面中，假設流入空乏區之電流等於流出之電流，p區與n區之摻雜濃度 比值為NA/ND=5，電洞與電子之擴散係數（diffusion coefficient）比值為Dp/Dn=1/2， 擴散長度（diffusion length）比值為Lp/Ln=1/3，請求出在順偏壓下空乏區內電洞與電 子電流之比值Ip/In=？（20 分）

在雙極性電晶體n+pn中，令（nEo，pEo）、（nBo，pBo）、（nCo，pCo）分別為射極、 基極、集極於熱平衡時之（電子，電洞）濃度，WEB、WBC分別為射基極與基集極 間之空乏區寬度，當工作於順向作用（forward active）區時，請繪出元件各區域之 電子濃度n(x)與電洞濃度p(x)之分布曲線圖。（15 分） 六、p-n結構太陽電池之面積為A = 2 cm2，在入射光功率為Pin = 100 mW/cm2之照射下，已知 光電功率轉換效率為12%，開路電壓為Voc = 0.5 V，短路電流密度為Jsc = 30 mA/cm2，請 求出該元件之填充因素（fill factor）FF =？照光下光電流是由p或n端流出元件？（15 分）