高考申論題
109年
[電子工程] 半導體工程
第 四 題
如果一半導體存在表面複合，請畫出少數載子從表面至內部之濃度分布圖，並標示出平衡濃度與lifetime相關之資訊。（10分）
📝 此題為申論題
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本題重點在於「表面復合 (Surface Recombination)」對少數載子濃度分佈的影響。解題步驟：1. 建立座標系：X軸為距離表面的深度 (x=0 為表面)，Y軸為少數載子濃度 (例如以 P型半導體中的電子 n_p 為例)。2. 想像情境：通常這發生在半導體受光照產生均勻超額載子時。內部 (bulk) 會達到一個穩定的過剩載子濃度，但表面因為缺陷多，復合速率極快 (Surface recombination velocity, s)，相當於一個「載子吸盤(sink)」。3. 繪圖特徵：x 很大時 (內部)，濃度為平緩的高值；靠近表面 (x=0) 時，濃度會呈現指數下降。4. 標示關鍵資訊：必須標出「熱平衡濃度 (n_p0)」、「無窮遠處穩態濃度 (n_p0 + Δn)」、以及衰減曲線的特徵長度——擴散長度 (L_n = √(D_n * τ_n))，這就帶出了與 lifetime (τ_n) 相關的資訊。表面斜率與表面復合速率 s 有關，也可補充說明。
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【考點分析】 本題考查表面復合效應（Surface Recombination）對半導體少數載子空間分佈的影響，以及載子生命週期（Lifetime）、擴散長度（Diffusion length）在圖形上的物理意義。 【理論/法規依據】
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