電子工程 99 年半導體元件物理考古題（共 4 題）
資料來源：考選部歷屆試題｜法律人 LawPlayer 整理
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第 1 題
請回答下列問題：（25 分）
一、請回答下列問題：（25 分）
㈠定性地繪出半導體電子遷移率（mobility）對溫度的關係，並且說明高低溫區的主
要散射機制。
㈠定性地繪出半導體電子遷移率（mobility）對溫度的關係，並且說明高低溫區的主
要散射機制。
㈡摻雜受體（Acceptor）的半導體，在絕對溫度＝0°K 時，其佛米能階（Fermi level）
位置在何？
㈡摻雜受體（Acceptor）的半導體，在絕對溫度＝0°K 時，其佛米能階（Fermi level）
位置在何？
㈢那二個元件物理參數決定MOSFET 的開關（Switching）速度？
㈢那二個元件物理參數決定MOSFET 的開關（Switching）速度？
㈣pn 二極體在高溫時，功能失效，其原因為何？
㈣pn 二極體在高溫時，功能失效，其原因為何？
㈤請描述歐傑複合（Auger Recombination）機制，並說明其對半導體雷射二極體操
作的影響。
㈤請描述歐傑複合（Auger Recombination）機制，並說明其對半導體雷射二極體操
作的影響。

第 2 題
由金屬與n型半導體形成一個理想的蕭基界面，金屬的功函數qΦM，半導體的電子親
和力qX，能隙為Eg，摻雜濃度為ND，本質載子濃度為ni，電洞遷移率µp，電子遷移
率µn，電洞擴散常數 Dp，電洞生命期τp：（35 分）
二、由金屬與n型半導體形成一個理想的蕭基界面，金屬的功函數qΦ
㈠熱平衡（Thermal equilibrium）下，蕭基能障高度（Schottky barrier height）qФB及
半導體的內建電位能qVbi為何？
㈠熱平衡（Thermal equilibrium）下，蕭基能障高度（Schottky barrier height）qФ
M，半導體的電子親
和力qX，能隙為Eg，摻雜濃度為ND，本質載子濃度為ni，電洞遷移率µp，電子遷移
率µn，電洞擴散常數 Dp，電洞生命期τp：（35 分）
㈡熱平衡下，半導體接面的電子濃度為何？
㈡熱平衡下，半導體接面的電子濃度為何？
B及
半導體的內建電位能qVbi為何？
㈢熱平衡下，半導體接面的電洞濃度為何？
㈢熱平衡下，半導體接面的電洞濃度為何？
㈣熱平衡下，半導體空乏區寬度為何？
㈣熱平衡下，半導體空乏區寬度為何？
㈤熱平衡下，半導體接面的電洞漂移電流密度（drift current density）大小及方向為
何？
㈤熱平衡下，半導體接面的電洞漂移電流密度（drift current density）大小及方向為
何？
㈥在順向偏壓下，半導體的少數載子電流密度大小為何？
㈥在順向偏壓下，半導體的少數載子電流密度大小為何？
㈦若更換成具有較大功函數的金屬，此一新的理想蕭基二極體，在順向偏壓下，多
數載子電流與少數載子電流的比值，與原有的蕭基二極體相較，何者較大？原因
何在？
㈦若更換成具有較大功函數的金屬，此一新的理想蕭基二極體，在順向偏壓下，多
數載子電流與少數載子電流的比值，與原有的蕭基二極體相較，何者較大？原因
何在？

第 3 題
一個理想的p-Si/SiO2/n-Si (SOS)電容，在溫度T＝300°K，受體（acceptor）濃度（p型
區）NA＝施體（donor）濃度（n型區）ND = ni × e10 cm-3，ni 是矽的本質載子濃度，
SiO2的厚度tox，電容面積A：（20 分）
三、一個理想的p-Si/SiO
㈠當外加偏壓VG＝？時，電容達到平帶（flat-band）條件。
㈠當外加偏壓V
2/n-Si (SOS)電容，在溫度T＝300°K，受體（acceptor）濃度（p型
區）NA＝施體（donor）濃度（n型區）ND = ni × e10 cm-3，ni 是矽的本質載子濃度，
SiO2的厚度tox，電容面積A：（20 分）
㈡在高的順向偏壓下（VG > 5 V），試繪出電容的能帶圖（energy band diagram）及
電荷分佈圖（block charge diagram）。
㈡在高的順向偏壓下（V
G＝？時，電容達到平帶（flat-band）條件。
㈢在高的逆向偏壓下，試繪出電容的能帶圖及電荷分佈圖。
㈢在高的逆向偏壓下，試繪出電容的能帶圖及電荷分佈圖。
G > 5 V），試繪出電容的能帶圖（energy band diagram）及
電荷分佈圖（block charge diagram）。
p-Si    SiO2
n-Si
㈣試繪出高頻電容電壓圖，並算出圖中的最大與最小電容值。
㈣試繪出高頻電容電壓圖，並算出圖中的最大與最小電容值。

VG
99年公務人員特種考試海岸巡防人員考試、99年公務人員特種考試基層警察人員考試、
99年公務人員特種考試關務人員考試、99年公務人員特種考試經濟部專利商標審查人員考試、
99年第一次公務人員特種考試司法人員考試及99年國軍上校以上軍官轉任公務人員考試試題
類(科)別： 電子工程

E
kBT/2
Ec
nmax
n(E)

第 4 題
試證明n型非簡併（non-degenerate）半導體電子濃度分佈n(E)的最大值位於導帶最
低能位（Conduction-band minimum）Ec的上方kBT/2。（20 分）

題目為考試當年公告版本，實務標準請以現行規範為準。