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金屬鎢(W)與 n-型矽(Si)半導體接面,溫度 T = 300 K,其相關參數如下:鎢之功函數 Φm = 4.55 V、n-型矽半導體之摻雜濃度 ND = 1016cm-3、矽之電子親和力χ= 4.01 V、矽之等效導電帶狀態密度 NC = 2.8 ×1019 cm-3、矽之介電常數ε = 11.7 × ε0 = 11.7 × 8.85 × 10-14 F/cm、單位電量q = 1.6 × 10-19 C、波茲曼常數(Boltzmann’s constant)k = 8.62 × 10-5 eV/K。試求在零偏壓情況下: |
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具有均勻摻雜陡峭接面(abrupt junction)之 p+-n 二極體,請說明如何以電容-電壓(C-V)量測技術,萃取如下參數: |
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具有 n-型通道金屬-氧化物-半導體接面場效電晶體(MOSFET),其相關參數如下:通道長度 L = 1.25 μm、電子遷移率 μn= 650 cm2/V-s、閘極氧化層電容Cox = 6.9 × 10-8 F/cm2、臨界電壓 VT = 0.65 V。在閘-源極偏壓 VGS = 5 V之下,試求: |
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假設以熱氧化製程形成二氧化矽(SiO2),其相關參數值表列如下: |
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(一)請說明何謂「補償半導體(compensated semiconductor)」? |
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(一)請說明何謂「電子等效質量(electron effective mass)」? |
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假設 p-型半導體中其多餘電子濃度(excess electron concentration, δn)符合低階注入(low injection)之條件,請列出其一維雙極性傳輸方程式(ambipolar transport equation)之表示式,並說明其物理意義。 |
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設有一金屬/n-型半導體接面: |
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有一均勻摻雜之矽半導體 pn 接面,若溫度 T = 300 K,且其相關參數如下:電子擴散係數 Dn = 25 cm2/s、電洞擴散係數 Dp = 10 cm2/s、相同之施體與受體摻雜濃度 NA = ND =1016 cm-3、相同之電子與電洞生命週期τpo=τno= 5 × 10-7 s、本質載子濃度ni= 1.5 × 1010 cm-3、單位電量q= 1.6 × 10-19C、波茲曼常數(Boltzmann’s constant)k = 8.62 × 10-5eV/K。試求: |
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有一 n-型通道金屬-氧化物-半導體場效電晶體(MOSFET),其閘極寬度W = 15 μm、閘極長度 L = 2 μm、閘極氧化層電容 Cox = 6.9 × 10-8 F/cm2。假設此電晶體操作於汲-源極電壓為 VDS = 0.1 V 之非飽和區(nonsaturation region),已知於閘-源極電壓為 VGS = 1.5 V 時、其汲極電流ID = 35 μA,另於閘-源極電壓為 VGS = 2.5 V 時、其汲極電流ID = 75 μA。試求此 MOSFET 之: |