電子工程 112 年半導體工程考古題
題目為考試當年公告版本，實務標準請以現行規範為準。
㈠請分別敘述在外質半導體中何謂「完全解離（complete ionization）」及 「凍結（freeze-out）」？（10 分） ㈡請輔以數學表示式說明在半導體中「質量作用定律（mass-action law）」 之物理意義。（5 分）
㈠請輔以數學表示式說明影響半導體「漂移電流密度（drift current density）」之因素為何？（5 分） ㈡請分別說明影響半導體中載子移動之「晶格散射（lattice scattering）」 及「游離雜質散射（ionized impurity scattering）」之物理意義及其溫度 效應。（10 分）
㈠請以數學表示式定義p-n 接面之「內建電位（Vbi, built-in potential）」。 （5 分） ㈡請繪出p-n 接面其分別在逆向偏壓、順向偏壓之能帶圖（energy-band diagram），並說明其整流（rectification）特性。（10 分）
雙載子接面電晶體（BJT）： ㈠請敘述「基極寬度調變效應（base width modulation effect）」，並說明其 對於BJT 輸出電導（go）之影響。（10 分） ㈡請敘述「高注入效應（high injection effect）」，並說明其對於BJT 共射 極電流增益（β）之影響。（10 分）
SiO2、S3N4 及Ta2O5 的相對介電常數（εs）分別約為3.9、7.6 及25。 ㈠若分別以介電層Ta2O5 及SiO2 作為電容，且Ta2O5：SiO2 之厚度比 2：1、面積比為3：1，試求其電容比？（5 分） ㈡假設以厚度為3t 微米之Ta2O5 作為介電層之電容值為C1；另以各層厚 度均分別為t 微米之SiO2/S3N4/SiO2 作為介電疊層之電容值為C2。假 設兩者具有相同面積，試計算C1/C2 之比值？（10 分）
矽p-n 接面在T = 300 K 之施體雜質與受體雜質濃度分別為ND = 1015 cm-3 及ND = 1016 cm-3，且未施加電壓；本質載子濃度ni = 1.5 × 1010 cm-3。試 求空乏區寬度及最大電場強度分別為？（20 分） [kT_300 K = 0.0259 eV 、單位電量 q = 1.6 × 10-19 C 、介電常數為 11.7ε0(ε0 = 8.85 × 10-14 F/cm)]