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《半导体器件物理》复习思考题 2012.12
（一）判断对错：(对的打“ ? ”，错的打“×”)
（1）p-n结势垒区中存在有空间电荷和强的电场。（?）
（2）单边突变的p+-n结的势垒区主要是在掺杂浓度较高的p+型一边。（× ）
（3）热平衡、非简并p-n结（同质结）的势垒高度可以超过半导体的禁带宽度。（ ×） （4）突变p-n结因为是由均匀掺杂的n型半导体和p型半导体构成的，所以势垒区中的电场分布也是均匀的。（×）
（5）因为在反向电压下p-n结势垒区中存在有较强的电场，所以通过p-n结的反向电流主要是多数载流子的漂移电流。（ × ）
（6）p-n结所包含的主要区域是势垒区及其两边的少数载流子扩散区。（?） （7）p-n结两边准费米能级之差就等于p-n结上所加电压的大小。（? ）
（8）金属与半导体接触一般都形成具有整流特性的Schottky势垒，但如果金属与较高掺杂的半导体接触却可以实现欧姆接触。（?）
（9）BJT的共基极直流电流增益α0，是除去集电极反向饱和电流之外的集电极电流与发射极电流之比。（ ? ）
（10）BJT的特征频率fT决定于发射结的充电时间、载流子渡越中性基区的时间、集电结的充电时间和载流子渡越集电结势垒区的时间。 （?）
（11）集电极最大允许工作电流ICM是对应于晶体管的最高结温时的集电极电流。（×） （12）使BJT由截止状态转换为临界饱和状态，是由于驱动电流IBS = ICS/β≈VCC/βRL的作用；而进一步要进入过驱动饱和状态，则还需要人为地在集电极上加正向电压。（×） （13）在过驱动饱和状态下工作的BJT，除了需要考虑基区中的少数载流子存储效应以外，还需要考虑集电区中的少数载流子存储效应。 （?）
（14）异质结双极型晶体管(HBT)，由于采用了宽禁带的发射区，使得注射效率与发射结两边的掺杂浓度关系不大，所以即使基区掺杂浓度较高，也可以获得很高的放大系数和很高的特征频率。 （? ）
（15）对于耗尽型的长沟道场效应晶体管，在栅极电压一定时，提高源-漏电压总可以使沟道夹断。 （? ）
（16）当耗尽型场效应晶体管的沟道被夹断以后，沟道就不能够再通过电流了，漏极电流将
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变为0。 （× ）
（17）对于场效应晶体管，缓变沟道近似就是把栅极电压产生的电场的作用和源-漏电压产生的电场的作用分开来考虑，这种近似只适用于长沟道晶体管，对短沟道晶体管并不适用。（?）
（18）场效应晶体管沟道区域的掺杂浓度越大，器件的阈值电压就越高。 （ ? ） （19）对于MOSFET，当出现沟道以后，栅极电压再增高，半导体表面以内的耗尽层的厚度就不再增大了。 （ ? ）
（20）增强型MOSFET是在不加栅极电压时存在有沟道、能够导电的一种场效应晶体管；耗尽型MOSFET是在不加栅极电压时无沟道、不导电的一种场效应晶体管。（ × ） （21）MOSFET的亚阈值斜率(摆幅)S值的大小反映了MOSFET在亚阈区的开关性能，要求越小越好。 （ ? ）
（22）短沟道MOSFET的阈值电压，由于电荷“共享”的缘故，将有所降低。（ ? ） （23）窄沟道MOSFET的阈值电压将有所升高，原因是栅极的“边缘场”、或者实际上是场区表面掺杂所造成的。 （? ）
（24）MOSFET沟道中的热电子主要是出现在漏极一端，它对于小尺寸MOSFET以及MOS-VLSI的性能退化或者失效的影响不大。 （ × ）
（25）MOSFET的击穿机理有漏结雪崩击穿、S-D穿通和沟道雪崩击穿三种；而短沟道MOSFET的击穿主要是沟道雪崩击穿和S-D穿通。 （ ? ）
（26）MOS-数字VLSI中器件的小型化要求，实际上就是要减小源和漏的结深、减薄栅氧化层厚度以及降低电源电压或提高衬底的掺杂浓度。 （?）
（27）CMOS具有输出电压摆幅大(无阈值损失)、噪声容限大、静态功耗低等优点，很适宜于大规模集成。 （ ? ）
（28）对于SOI衬底的MOS-VLSI，一般是采用薄半导体膜的耗尽型MOSFET，因为它具有优异的短沟特性和近似理想的亚阈斜率等优点。 （?）
（二）填空：
（1）提高半导体的掺杂浓度，p-n结的势垒高度将会＿增大＿＿，p-n结的势垒厚度将会＿＿＿；如果重掺杂，使半导体达到高度简并时，p-n结的势垒高度将会＿减小＿＿＿。 （增大；减小；不变）
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（2）当环境温度升高时，p-n结的势垒高度将会＿减小＿＿＿，p-n结的势垒厚度将会＿减小＿＿，p-n结的正向压降将会＿＿减小＿＿＿。 （增大；减小；不变） （3）半导体耗尽层就是其中不存在有＿任何载流子＿＿＿＿的区域。 （任何载流子；任何电荷；任何载流子和任何电荷）
（4）线性缓变p-n结的雪崩击穿电压要＿高于＿＿突变p-n结的击穿电压。 （高于；低于；等于）
（5）同时表征少数载流子的寿命长短和扩散快慢的一个重要参量是＿扩散长度＿＿＿。 （迁移率；扩散系数；扩散长度）
（6）决定通过p-n结电流大小的主要因素是＿少数载流子扩散的浓度梯度＿。
（少数载流子扩散的浓度梯度；多数载流子的浓度；载流子的漂移速度；势垒区中的电场）；限制p-n结电流大小的主要区域是＿势垒区两边的中性扩散区＿。 （存在有电场的势垒区；势垒区两边的中性扩散区；势垒区和扩散区以外的中性区）
（7）通过p+-n结的电子电流＿＿小于＿＿＿空穴电流。 （大于；小于；等于） （8）对于Si的p-n结，其反向电流主要是＿势垒区中复合中心的产生电流＿。
（在扩散区的少数载流子扩散电流；势垒区中复合中心的产生电流；势垒区中的漂移电流） 温度升高时，Si p-n结的反向电流将＿指数增加＿。 （线性增加；指数增加；快速下降；不变）
（9）p-n结在正向电压下呈现出的电容，有＿＿势垒电容和扩散电容＿＿＿＿。 （势垒电容；扩散电容；势垒电容和扩散电容）
（10）由金属-半导体接触构成的Schottky二极管，是＿多数载流子器件＿＿＿。 （少数载流子器件；多数载流子器件） 与p-n结二极管相比，Schottky二极管具有＿＿＿＿较低＿＿的正向电压。 （较高；较低；相等）
（11）对于放大状态的n+-p-n晶体管，通过基极的电流分量包括有＿在基区复合的电子电流，在发射区注入空穴的扩散电流，在基区抽取的电子的扩散电流，发射结势垒区中复合中心的电流＿。
（12）BJT的ICEO要比ICBO约大＿＿＿β0＿＿＿＿倍。 （α0；β0） （13）BJT的发射极电流集边效应是由于＿基区扩展电阻＿＿而产生的。 （发射极串联电阻；基区扩展电阻；基区展宽效应；基区电导调制效应）
（14）Early效应是由集电结电压变化＿＿所引起的，其基本涵义是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；Kirk效应是由＿大的发射极电流＿所引起的，其基本的涵义是 。（发射结电压
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变化；集电结电压变化；高的集电结电压；大的发射极电流；大的基极电流）
（15）BJT的集电结与单独的p-n结相比（在可类比的情况下），它通过的电流要＿大＿，其击穿电压要＿低＿＿。 （大；小；高；低）
（16）影响双极型晶体管耗散功率的主要因素是＿＿＿＿热阻＿＿＿。（基极电阻；击穿电压；集电极最大允许工作电流；热阻）
（17）BJT的开关时间一般主要决定于＿基区和集电区中过量存储电荷消失的时间＿＿。 （发射结的充放电时间；基区和集电区中过量存储电荷消失的时间；集电结的充放电时间） （18）与双极型晶体管不同，场效应晶体管是＿电压控制＿＿器件（电压控制；电流控制），是＿＿多数＿＿载流子器件（多数；少数）。
（19）MOSFET的阈值电压基本上包含有＿栅氧化层上的电压，使半导体表面产生强反型层所需要的电压，平带电压[包含金属-半导体的功函数差和SiO2/Si系统内部和界面的电荷]＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿几个部分的电压。
（20）MOSFET的阈值电压随着温度的升高将＿下降＿（下降；增大；不变）。
（21）对于长沟道场效应晶体管，其电流饱和的机理是＿沟道夹断＿＿；而对于短沟道沟道场效应晶体管，其电流饱和的机理是＿速度饱和＿＿＿。 （沟道夹断；速度饱和；迁移率下降）
（22）场效应晶体管的跨导gm是反映栅极电压变化引起源-漏电流变化的大小＿（栅极电压变化引起源-漏电流变化的大小；源-漏电压变化引起源-漏电流变化的大小），它表征着场效应晶体管的＿放大性能＿＿（输出电阻；输入电阻；放大性能）。
（23）对于场效应晶体管，其饱和区的跨导要＿大于＿＿线性区的跨导（大于；小于；等于），并且饱和区的跨导等于＿线性区的漏电导＿（饱和区的漏电导；线性区的漏电导；衬底的跨导）。
（24）场效应晶体管的特征频率(截止频率) fT 是根据＿输出交流电流等于输入交流电流＿来确定的（输出交流电流等于输入交流电流；输出阻抗等于输入阻抗；输出电压等于输入电压）；短沟道MOSFET的fT，往往决定于栅极回路时间常数，它与沟道长度之间具有＿平方反比＿＿关系（正比；反比；无关；平方反比）。
（25）MOSFET表面沟道中载流子的迁移率要＿低于＿＿埋沟中载流子的迁移率（高于；低于；等于），并且在室温下迁移率随着温度的升高将＿下降＿＿＿（下降；增大；不变）。 （26）MOSFET源-漏之间所能加的最高电压（击穿电压）决定于＿漏结的击穿电压和源-
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