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103年 - 103 高等考試_二級_電子工程:電子元件#43106
科目:
電子元件 |
年份:
103年 |
選擇題數:
0 |
申論題數:
10
試卷資訊
所屬科目:
電子元件
選擇題 (0)
申論題 (10)
一、⑴對於一般常見的 n 型半導體(如矽、砷化鎵、氮化鎵與氧化鋅),通常費米能階 (Fermi Level)會隨著摻雜電子濃度增加而更接近導帶(Conduction Band),如 果高摻雜電子濃度,費米能階甚至會深入導帶內部;但是對於 p 型半導體,無論 摻雜電洞濃度如何增加,費米能階總是不會深入價帶(Valence Band)內部,請 說明原因。
⑵請說明如何量測半導體薄膜的片電阻(Sheet Resistance)?什麼是轉移長度 (Transfer Length)? (每小題 10 分,共 20 分)
二、⑴請說明什麼是長基區二極體(Long-Base Diode)?什麼是短基區二極體(Short- Base Diode)?兩者在順向電流的物理機制有何不同?
⑵對於一金屬與半導體的蕭特基接觸(Schottky Contact),半導體為 n 型矽單晶材 料,它的能隙(Energy Gap)是 1.1 eV,電子親和力(Electron Affinity)是 4.05 eV, 功函數(Work Function)是 4.15 eV;金屬為金,它的功函數是 5.1 eV。請問蕭 特基能障是多少?此值會和我們實際量測計算的能障值常常會有所不同,請說明 原因。 (每小題 10 分,共 20 分)
三、⑴在 npn 雙極性接面電晶體(Bipolar Junction Transistor,BJT)中,關於嘉莫圖 (Gummel Plot)的電流對電壓的特性曲線,若集極電流(I
C
)與基極電流(I
B
) 取對數,基極對射極電壓(V
BE
)為線性,請繪出對數的集極與基極電流對電 壓【log(I
C
與 I
B
)-V
BE
】的特性曲線圖,並說明各線段的電流物理機制。
⑵現今發展一種所謂的矽鍺(SiGe)異質雙極性接面電晶體(Heterojunction Bipolar Transistor,HBT),請說明這種元件的射極、基極與集極材料分別為何?比較傳 統的雙極性接面電晶體,這種元件可以提供什麼優點?並說明原因。 (每小題 10 分,共 20 分)
四、⑴ 在 金 氧 半 場 效 電 晶 體 ( Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor , MOSFET)中,何謂熱載子(Hot Carrier,載子可為電子或電洞)? 何謂熱載子 注入(Hot Carrier Injection,HCI)? 應如何控制或改善熱載子注入現象?
⑵在金氧半場效電晶體的製程中常常使用金屬矽化物(Silicide),請說明金屬矽化 物在金氧半場效電晶體的結構是什麼?它可以提供什麼優點? (每小題 10 分,共 20 分)
五、⑴在黃光室的微影製程中,對於光阻有所謂的軟烤(Soft-Bake)與硬烤(Hard- Bake),請說明它們的功能各為何?使用溫度範圍各為何?
⑵在製作矽元件或矽積體電路時,我們常用氮化矽(Silicon Nitride,Si
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N
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)作為絕 緣層或披覆層(Passivation Layer),如果要以氮化矽作為絕緣層與披覆層,應該 分別使用何種技術成長?請說明原因。 (每小題 10 分,共 20 分)