115年 - 115 高等考試_三級_電子工程：半導體工程#141794

(一)若此試片中的電子濃度與電洞濃度分別以 n 與 p 表示，以及本質載子 濃度以 n_i 表示。請用數學式子分別表示此矽半導體之電中性(charge neutrality)與質量作用定律(mass-action law) ，並說明其意義？(10 分)

(二) 如 果 此 試 片 中 的 電 洞 濃 度 等 於 5 ✖10³ cm ^-3 、 5✖10⁹ cm ^-3 或 1.5✖ 10¹⁰ cm ^-3 ，試計算摻雜濃度 N D 分別等於多少？已知電子電荷 q = 1.6 ✖ 10^-19 C 與本質載子濃度 n_i = 1.5 ✖10¹⁰ cm ^-3 。(15 分)

(一)寫出愛因斯坦關係式(Einstein relation)，及說明此關係式之物理意 義？(5 分)

(二)計算在 x = 0 處電子的漂移電流密度(drift current density)大小？(10 分)

(三)計算在 x = 0 處電子的擴散電流密度(diffusion current density)大小？ (10 分)

( ㄧ)無外加偏壓時，計算此 pn 二極體之內建電位、空乏區寬度與最大內建 電場？(15 分)

(二)逆向偏壓1 V 時，計算此 pn 二極體之電子能障與接面電容？(10 分)

(一)說明通道效應(channeling effect)的成因以及通道效應對離子佈植製 程的影響，並指出一種製程上可改善的方法。(10 分)

(二)請就一 n 型 MOSFET 元件中的 LDD(lightly doped drain) 、halo 與 APT (anti-punch through)等三項離子佈植步驟，說明其主要目的與植入雜質型式(n 型、p 型或均可) 。(15 分)