電子工程 94 年半導體工程考古題

在本質（Intrinsic）矽晶體中，請說明使其變成n 型矽晶體的兩種方法，並說明其製 作過程及形成n 型矽晶體的機制。（20 分）

有一矽試片摻雜濃度1.5×1015cm-3之硼離子，與濃度8×1014cm-3之砷離子： 請問此試片是n 型或p 型？（5 分） 請計算電子與電洞濃度。（10 分） 計算全部之離子濃度。（5 分） （矽之本質濃度為1.5×1010cm-3）

請描繪空乏型n 通道金屬-半導體場效電晶體（Depletion mode n-channel metal- semiconductor field effect transistors, MESFETs）之結構圖，並說明其工作原理及電流 電壓曲線圖。（20 分）

金屬與半導體之接面有那兩類？若金屬之功函數(ϕm)< N型半導體之功函數(ϕs)，請 繪出金屬與N型半導體接面之能帶，並說明此類接面屬於那一類接面。（20 分）

砷化鎵之能隙（Energy gap）及電子親和力（Electron affinity）分別為1.42eV 及 4.07eV，以金屬之功函數（work function）而言，為在n 型砷化鎵製作優良的蕭特 基接觸（Schottky contact），請說明需選用何種金屬，並以能帶圖說明其工作機制 及原理。（20 分）

請繪出以下之能帶圖：（每小題5 分，共10 分） N+ -Al0.7Ga0.3As與本質之GaAs N+ - Al0.7Ga0.3As與p-GaAs （假設Al0.7Ga0.3As能隙為1.85 eV，GaAs能隙為1.42 eV，∆Ec=（2/3）∆Eg）

在双異質接面（Double heterojunction）半導體雷射結構中，請說明双異質結構較優 於同質接面（Homojunction）結構之優點，並說明其原因。（20 分）

晶圓元件製作過程中，涉及晶圓預烤（Prebake）、光阻軟烤（Soft bake）、光阻 硬烤（Hard bake）等步驟，請說明此些步驟之目的。（15 分）

就npn 電晶體而言，請說明形成基極（base）電流的兩個電流分量，並說明其物理 機制。（20 分）

一片6"晶圓被帶雙電子之離子以1013 ions/cm2植入1 分鐘，請問需多少beam current ？（10 分） 六、請說明太陽能電池之工作原理，並繪出電流-電壓關係圖，與標示出最大之功率點。 （10 分） 七、欲將N 型半導體電性改為P 型半導體，有那幾種做法？（5 分） 八、量測半導體電阻率時可用四點探針法，請說明其裝置與用此方法之優點。（10 分）