電子工程 113 年半導體工程考古題

請說明在矽晶圓中N 型半導體的多數載子是什麼？矽晶圓中N 型摻雜 物是那些材料？（10 分）

砷化鎵（GaAs）半導體在T=300 K 之本質載子濃度ni =1.8×106 cm-3，其 施體雜質與受體雜質濃度分別為ND=2×1016 cm-3及NA=0，且為完全解離。 假設電子與電洞之遷移率分別為μn=8500 cm2/V-s 及μp=400 cm2/V-s；單位 電量q=1.6×10-19 C。試求： 電子與電洞濃度分別為何？（10 分） 若外加電場為E=15 V/cm，其漂移電流密度為何？（10 分）

在P 型矽晶圓，請舉三種製程說明如何用矽晶圓製作電阻？（20 分）

請輔以數學表示式說明影響半導體「導電率（conductivity）」之因素 為何？（10 分） 載子傳輸包含漂移（drift）與擴散（diffusion）兩種主要機制。請輔 以數學表示式說明影響半導體「電流密度（current density）」之因素 為何？（10 分）

CVD 與PVD 之主要差別為何？（10 分）

p-n 接面二極體與蕭特基能障（Schottky barrier）二極體均可具有整流 （rectification）功效。請輔以數學表示式說明影響上述兩者元件之「逆向飽 和電流密度（reverse-saturation current density）」之因素分別為何？（20 分）

IC 製程中可以形成圖案之技術有那些？（20 分）

矽半導體n 通道金屬-氧化物-半導體場效電晶體（MOS-FET）之閘極 長度L = 1.25 μm、電子遷移率μn = 650 cm2/V-s、臨界電壓Vth = 0.65 V、 閘極氧化層電容Cox = 6.9 × 10-8 F/cm2，且測得在閘-源極偏壓VGS = 5 V 之汲極飽和電流（ID, sat）值為8 mA。試求閘極寬度（W）為何？（20 分）

請畫出基本的快閃記憶體元件結構圖，它與NMOS 之間主要的不同是 什麼？（20 分）

試就「加熱週期」、「加熱率」、「熱預算」、「製程產能」等四項因素， 分別比較傳統爐管熱退火與快速熱退火（RTA）技術之差異？（20 分）

半導體製程中量測電阻為何須用四點探針，請畫出其量測圖。（20 分）