集成電路版圖設(shè)計項目化教程（第2版）習題與答案02-器件相關(guān)知識-習題與答案

半導(dǎo)體器件物理部分一、判斷題（共30題）（×）1.集成電路制造用的半導(dǎo)體晶體硅材料，其晶體結(jié)構(gòu)屬于面心立方結(jié)構(gòu)。（×）2.常見的半導(dǎo)體材料，若受到光照的作用，其導(dǎo)電能力一般會下降。（√）3.半導(dǎo)體Si材料一般對溫度敏感，當溫度上升時其電導(dǎo)率會上升。（√）4.在半導(dǎo)體材料中，受能量的作用，本征激發(fā)時電子與空穴是成對產(chǎn)生的。（×）5.N型Si半導(dǎo)體晶體材料，其費米能級EF位于禁帶中心線Ei以下。（×）6.P型Si半導(dǎo)體材料，若材料的摻雜濃度越低，則費米能級EF越靠近階帶頂。（√）7.半導(dǎo)體晶體材料中的缺陷——位錯是一種線缺陷。（√）8.制造雙極型集成電路常用的晶向是<111>晶向。（×）9.制造MOS集成電路常用的晶向是<110>晶向。（×）10.對Si晶體材料而言，摻入三價元素硼會形成N型半導(dǎo)體，主要依靠電子導(dǎo)電。（√）11.對Si晶體材料而言，摻入五價元素磷會形成N型半導(dǎo)體，主要依靠電子導(dǎo)電。（√）12.半導(dǎo)體晶體Si材料的禁帶寬度Eg為1.12eV。（×）13.半導(dǎo)體晶體GaAs材料的禁帶寬度Eg約為3.4eV。（√）14.PN結(jié)最基本最重要的特性是單向?qū)щ娦?。（√?5.PN結(jié)最重要的寄生效應(yīng)是寄生電容效應(yīng)。（√）16.若形成PN結(jié)的原始襯底材料的摻雜濃度越低，則該PN結(jié)反偏時所對應(yīng)的空間電荷區(qū)寬度就越寬。（×）17.PN結(jié)一旦發(fā)生擊穿，就意味著該PN結(jié)就徹底損壞了。（√）18.PN結(jié)擊穿主要包括雪崩擊穿、齊納擊穿。（√）19.當通過PN結(jié)的信號頻率過高時，有可能使PN結(jié)喪失單向?qū)щ娦?。（√?0.從分類上講，PN結(jié)電容包括勢壘電容和擴散電容。（√）21.MOS結(jié)構(gòu)指的是金屬氧化物半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的簡稱。（×）22.理想MOS結(jié)構(gòu)通常只需滿足以下兩個條件之一：不存在金半功函數(shù)差、柵介質(zhì)中不存在電荷、Si-SiO2界面不存在界面態(tài)。（×）23.無論是施加正偏壓還是反偏壓，MOS電容都是一種線性電容。（√）24.若是P型Si襯底的MOS結(jié)構(gòu)，當其柵極施加正偏壓時，半導(dǎo)體表面附近的能帶會向下彎曲。（√）25.若是N型Si襯底的MOS結(jié)構(gòu)，當其柵極施加正偏壓時，半導(dǎo)體表面附近會形成一層電子積累層。（×）26.NPN型晶體管的發(fā)射區(qū)和集電區(qū)都是N型半導(dǎo)體，所以可以互換使用。（×）27.雙極型晶體管的工作電流越大，那么該晶體管的電流放大能力也就越強。（√）28.一般而言，NPN型晶體管的集電區(qū)摻雜濃度越低，則該晶體管的BVCBO就越高。（√）29.MOS晶體管的閾值電壓VT是指溝道區(qū)半導(dǎo)體表面恰好達到強反型時所施加的柵源電壓。（√）30.MOS晶體管的跨導(dǎo)gm可以用來表征柵電壓對其溝道電流的控制能力，若跨導(dǎo)越大，則表示這種控制能力也越強。二、選擇題（共20題）（D）1.關(guān)于半導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu)，以下說法中正確的是ASi是閃鋅礦結(jié)構(gòu)B單晶硅中原子排列整齊，各部分的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)都相同C多晶硅中的Si原子排列短程有序，所以在集成電路制造中不使用D晶胞是晶體結(jié)構(gòu)中最小的周期性重復(fù)單元（A）2.半導(dǎo)體晶體的基本特性不包括哪個A氣敏特性B摻雜特性C光敏特性D溫度特性（D）3.不會影響半導(dǎo)體本征載流子濃度ni的因素是A溫度B半導(dǎo)體的類型C禁帶寬度EgD摻雜情況（B）4.P型半導(dǎo)體A可以由施主雜質(zhì)磷原子摻雜得到B是以空穴作為多數(shù)載流子的晶體材料C在熱平衡狀態(tài)下的空穴濃度近似等于電子濃度D不可以轉(zhuǎn)變?yōu)镹型半導(dǎo)體（B）5.已知Si中摻有硼雜質(zhì)，且摻雜濃度為1017/cm3，則A這是N-SiB該半導(dǎo)體中NA=1017/cm3C該材料中電子濃度為1017/cm3D該半導(dǎo)體的費米能級在禁帶中線的上方（C）6.以下關(guān)于能帶說法正確的是A價帶一定是滿帶B導(dǎo)帶一定是空帶C能帶和能帶間不能有電子填充的叫禁帶D禁帶寬度指的是價帶到導(dǎo)帶的距離（C）7.半導(dǎo)體的摻雜濃度越高A載流子的遷移率越高B費米能級越靠近導(dǎo)帶頂C則半導(dǎo)體的電導(dǎo)率也越高D載流子的擴散速度越快（B）8.以下說法中正確的是A半導(dǎo)體中的缺陷密度越高，則少子壽命就越長B向半導(dǎo)體中摻金，會使少子壽命變短C半導(dǎo)體表面載流子復(fù)合幾率低于體內(nèi)復(fù)合幾率D如果沒有外部條件的作用，則半導(dǎo)體就不能從非平衡狀態(tài)恢復(fù)到平衡狀態(tài)（A）9.關(guān)于半導(dǎo)體中的載流子，以下說法不正確的是：A電子會在濃度梯度作用下逆著濃度差方向擴散B空穴會在電場作用下沿電場方向漂移C電子會在電場作用下逆著電場方向漂移D空穴會在濃度梯度作用下沿濃度低的方向擴散（C）10.以下關(guān)于PN結(jié)電容說法正確的是A正向偏壓增大時，勢壘電容CT減小B正向偏壓增大時，擴散電容CD減小C反向偏壓增大時，勢壘電容CT減小D勢壘電容CT是一種固定電容（A）11.已知有一PN+結(jié)，通過降低NA，可以A增大勢壘區(qū)寬度B減小擊穿電壓C提高勢壘電容C并沒有什么影響（C）12.已知某PN結(jié)，其反向恢復(fù)時間tr為20ns，則施加在PN結(jié)上的信號頻率選以下哪個比較合適A60MHzB75MHzC20MHzD100MHz（C）13.平衡PN結(jié)形成過程中，AP區(qū)電子向N區(qū)擴散B會形成從P區(qū)指向N區(qū)的自建電場C電子是在自建電場作用下向N區(qū)漂移D.P區(qū)側(cè)存在正空間電荷（A）14.一個以N-Si為襯底的理想MOS結(jié)構(gòu)A其閾值電壓應(yīng)該是負的B積累狀態(tài)時所施加的柵電壓應(yīng)該是負的C其襯底費米勢應(yīng)該是正的D反型時，其空間電荷區(qū)中的電荷應(yīng)該是負的（B）15.有一支MOS晶體管，若不考慮柵金屬-半導(dǎo)體之間的功函數(shù)差及有效表面態(tài)電荷的影響時，其閾值電壓為1V，而實測其閾值電壓為-1V，則這支MOS晶體管應(yīng)當A屬于增強型NMOS管B屬于耗盡型NMOS管C屬于增強型PMOS管D這是耗盡型PMOS管（A）16.增強型NMOS管的閾值電壓0，且當VGSVT時，NMOS管才會導(dǎo)通。A大于、大于B大于、小于C小于、大于D小于、小于（D）17.以下關(guān)于MOS管說法正確的是AMOS管是電流控制型器件BMOS管工作時電子和空穴都參與導(dǎo)電C溫度上升會使導(dǎo)電因子變大D襯底偏置效應(yīng)會導(dǎo)致閾值電壓絕對值變大（A）18.關(guān)于雙極型晶體管（BJT）的基區(qū)，下面說法正確的是A基區(qū)寬度越薄，載流子傳輸過程中的損失越小B基區(qū)濃度越低，載流子傳輸過程中的損失越大C緩變基區(qū)結(jié)構(gòu)會降低晶體管的電流放大性能D以上說法都不正確（B）19.當雙極型晶體管（BJT）的共發(fā)射極電流放大系數(shù)β下降到其低頻時的時，所對應(yīng)的信號頻率稱為AfTBfβCfαDfm（A）20.對于雙極型晶體管，以下效應(yīng)中不是由大電流所引起的有A基區(qū)寬變效應(yīng)B基區(qū)電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)C有效基區(qū)擴展效應(yīng)D發(fā)射結(jié)電流集邊效應(yīng)三、填空題（共20空）1.載流子在電場的作用下，產(chǎn)生的定向運動稱為漂移運動。2.降低半導(dǎo)體材料中的少子壽命τ，可以提高PN結(jié)二極管的開關(guān)速度；若直接在半導(dǎo)體材料中摻金，同樣可以提高PN結(jié)二極管的開關(guān)速度。3.擴散電容是指擴散區(qū)所積累的電荷隨外電壓變化而變化所產(chǎn)生的電容效應(yīng)，其大小會隨正向電壓的增加而增大。4.載流子在半導(dǎo)體體內(nèi)的復(fù)合方式主要分直接復(fù)合和間接復(fù)合。5.禁帶是指禁止電子占據(jù)的能量區(qū)間。6.PN結(jié)空間電荷區(qū)的寬度主要向低摻雜濃度一側(cè)擴展。7.UD是指平衡PN結(jié)的接觸電勢差，其大小主要受溫度、材料以及摻雜濃度的影響。8.雙極型晶體管處于放大狀態(tài)時，其內(nèi)部載流子的傳輸過程可表述為：發(fā)射區(qū)