電子工程 97 年半導體工程考古題

對一n型摻雜且室溫（300 K）下濃度為1 × 1015 cm-3的矽半導體，試畫出此半導體 在低溫（如低於77 K）與高溫（如高於500 K）時的能帶圖，此能帶圖需包含費米 能階與能隙的變化，並加以解釋所繪能帶圖之意義。（10 分）

p-n 二極體有所謂的空乏電容（Depletion capacitance）與擴散電容（Diffusion capacitance），請說明這兩種電容的形成機制。（10 分）

對於高度摻雜的p+-n+穿隧二極體（Tunneling diode），請繪出此穿隧二極體工作於 順向偏壓下的電流對電壓（Current-voltage，I-V）特性曲線圖，並加以解釋所繪電 流對電壓曲線圖之意義。（20 分）

㈠在雙極性電晶體（Bipolar Junction Transistor, BJT）中有所謂的歐利效應 （Early effect），請說明此效應的產生機制。（10 分） ㈡在金屬-氧化層-半導體場效應電晶體（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET）中有所謂的夾止（Pinch-off）現象，請說明此現象的產生 機制。（10 分） ㈢光檢測器（Photodetector）和太陽電池（Solar cell）都是二極體經照光後可將光能 轉換為電能的元件，試畫出光檢測器和太陽電池在照光前後的電流對電壓 （Current-voltage，I-V）特性曲線圖，並解釋這兩種元件的差異。（10 分）

對於一本質（Intrinsic）的矽半導體，進行淺層摻雜（Shallow doping）主要有擴散 與離子佈植兩種技術。 ㈠請說明這兩種技術所得到的濃度對深度的分布（Depth profile）有什麼不同？（15 分） ㈡通常在離子佈植過程中有所謂的通道效應（Channeling effect），通道效應是什麼？ 對元件特性有什麼影響？（15 分）