電子工程 103 年半導體工程考古題（共 6 題）
資料來源：考選部歷屆試題｜法律人 LawPlayer 整理
https://lawplayer.com/exam/electronic-engineering/103-%E5%8D%8A%E5%B0%8E%E9%AB%94%E5%B7%A5%E7%A8%8B

第 1 題
㈠
假如a 表示某一半導體的晶格常數（lattice constant），且該半導體具有體心立方
（body-centered cubic）的結晶結構，請計算該半導體單位體積所含有原子數目。
（10 分） ㈡
請計算該半導體表面的單位面積所含的原子數目。（10 分）

第 2 題
㈠
一般n 型半導體材料的電子濃度對溫度之關係圖可以分成三段區域，分別為低溫
的冷凍（freeze out）區域、中間溫度的外摻（extrinsic）區域與高溫的本質
（intrinsic）區域，各相鄰區域之間都有一轉折溫度值或轉折溫度範圍。對於電子
濃度為1 × 1014 cm-3、1 × 1016 cm-3 與1 × 1018 cm-3 的三個半導體材料，請繪出這
三個半導體材料的電子濃度對溫度之關係圖於同一個圖中。（10 分） ㈡
關於矽半導體的電子漂移速度（electron drift velocity）對電場的關係圖，可以分
成兩段區域，請分別說明在低電場（低於1 × 105 V/cm）與高電場（高於1 × 105 V/cm）
時電子漂移速度與電場的關係。（10 分）

第 3 題
㈠
由一n 型矽半導體與金（Au）形成蕭特基接面（Schottky junction），假如金的功
函數（work function）為4.8 eV，矽的電子親和力（electron affinity）為4.05 eV ，
矽的能隙為1.1 eV，矽的功函數為 4.15 eV，請計算此蕭特基接面的能障值
（barrier height）與內建電位值（built-in potential）。（10 分） ㈡
請說明npn 雙極性接面電晶體（bipolar junction transistor，BJT）工作在什麼偏壓
條件下，它的有效中性基極（base）寬度會減少？這稱為什麼效應？又請說明工
作在什麼偏壓條件下，它的有效中性基極（base）寬度會增加？這稱為什麼效應？
（10 分） ㈢
請說明製作白光發光二極體（LED）較常用的兩種方法。（10 分）

第 4 題
㈠
有一種使用TEOS（tetraethyl orthosilicate）為原料的電漿加強式化學氣相沉積
（Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition）技術成長二氧化矽（SiO2）薄膜
，請說明這種方法有什麼優點？（10 分） ㈡
在矽的局部氧化（local oxidation of silicon，LOCOS）過程中，何謂鳥嘴（bird’s beak）
效應？它有什麼優點或缺點？（10 分） ㈢
請說明為什麼半導體在進行雜質擴散後，接著需要使用比較高的溫度或較長的時
間進行熱處理？（10 分）

第 5 題
請比較矽（Si）晶圓及砷化鎵（GaAs）晶圓用來製作積體電路晶片（IC chip）之優
缺點。（20 分）

第 6 題
Si 的SiO2熱成長可用Deal-Grove 模型來描述：tox
2 + A tox = Bt，公式中tox為氧化層厚
度、t 為氧化時間、A 與B 為相關之參數。以1000˚C 做乾氧成長時，A = 0.165 μm、
B = 0.0117 μm2/hr。成長10 小時，問SiO2 的厚度。若tox>>A，證明SiO2 的成長速
率與tox 成反比，並說明其物理意義。（15 分）

題目為考試當年公告版本，實務標準請以現行規範為準。