電子工程 107 年半導體工程考古題

請回答下列問題： ㈠請說明與畫出單晶矽晶圓，砷化鎵和氮化鎵之晶體結構。（12 分） ㈡為何砷化鎵電子漂移速度與電場之關係圖如下，請說明之。（6 分）

如果矽晶圓（矽能隙為1.12 eV）被摻雜1017 砷原子/cm3，請計算出載子 濃度和300 K 費米能階相較於中間能隙之位置。（Note：ni=9.65×109 cm-3） （8 分）

請回答下列問題： ㈠何種情況下半導體會變成簡併半導體（Degenerate Semiconductor）？ （3 分）簡併半導體對能隙有何影響。（2 分） ㈡於半導體製程中離子佈植後需搭配熱處理，其目的為何。（4 分）

請寫出n 型半導體之連續方程式（continuity equation），並說明每一項次 影響之因素。（5 分）

請回答下列問題： ㈠請畫出在間接能隙半導體材料中四種電子與電洞產生與復合 （generation-recombination）之過程。（8 分） ㈡請畫出Haynes-Schockley 實驗之裝置。（4 分）若以n 型半導體為例， 當無外加電場與有外加電場時載子分布之狀況。（8 分）

請畫出p 型半導體與n 型半導體形成pn 接面前後之能隙圖。（10 分）

請畫出pn 二極體在順向偏壓時少數載子和電子/電洞產生電流之分布， 並標示少數載子與電壓之關係式。（10 分）

一個理想之MOS 元件，如果半導體載子NA=1017/cm3，請計算其空乏區 最大寬度。（Note：矽相對介電常數=11.9，真空介電常數=8.85×10-14 F/cm） （4 分） 九、何謂異質接面？何謂磊晶？欲得到品質佳之異質磊晶膜需符合那些要 素。（8 分） 十、若於Si（莫耳重：28.9 g/mol；密度：2.33 g/cm3）晶圓上以熱氧化方式 成長SiO2（莫耳重：60.08 g/mol；密度：2.21 g/cm3）膜厚為x，請說明 將有多少Si 會轉換成SiO2。（8 分）