高考申論題
110年
[電子工程] 半導體工程
第 一 題
📖 題組：
一、(一)何謂歐傑複合（Auger recombination）效應？它通常發生於何種狀況？（10 分） (二)由 p 型矽（Si）半導體與銅（Cu）形成蕭特基接面（Schottky junction），假如銅的功函數（work function, qφm）為 4.5 eV，矽的電子親和力（electron affinity, qχSi）為 4.05 eV，矽的能隙（Eg）為 1.12 eV，矽的功函數（work function, qφSi）為 4.9 eV。請計算此蕭特基接面的能障值（barrier height, qφB）與內建電位值（built-in potential, qVbi）。（10 分）
一、(一)何謂歐傑複合（Auger recombination）效應？它通常發生於何種狀況？（10 分） (二)由 p 型矽（Si）半導體與銅（Cu）形成蕭特基接面（Schottky junction），假如銅的功函數（work function, qφm）為 4.5 eV，矽的電子親和力（electron affinity, qχSi）為 4.05 eV，矽的能隙（Eg）為 1.12 eV，矽的功函數（work function, qφSi）為 4.9 eV。請計算此蕭特基接面的能障值（barrier height, qφB）與內建電位值（built-in potential, qVbi）。（10 分）
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
何謂歐傑複合（Auger recombination）效應？它通常發生於何種狀況？（10 分）
思路引導 VIP
這是一道關於半導體載子複合機制的基礎定義題。思考時應掌握「能量轉換」的核心：一般複合（如放射複合）釋放光子，但歐傑複合是將能量轉移給「第三個載子」。建議先描述物理過程，再說明該過程成立的物理條件（機率問題），最後列舉具體發生的情境（高濃度）。
小題 (二)
由 p 型矽（Si）半導體與銅（Cu）形成蕭特基接面（Schottky junction），假如銅的功函數（work function, qφm）為 4.5 eV，矽的電子親和力（electron affinity, qχSi）為 4.05 eV，矽的能隙（Eg）為 1.12 eV，矽的功函數（work function, qφSi）為 4.9 eV。請計算此蕭特基接面的能障值（barrier height, qφB）與內建電位值（built-in potential, qVbi）。（10 分）
思路引導 VIP
本題為標準的蕭特基接面參數計算題。關鍵在於辨別是「p 型」還是「n 型」半導體，因為公式不同。對於 p 型蕭特基接面，能障高度 $\phi_{Bp}$ 是從金屬費米能階到半導體價帶頂的能量差；而內建電位 $V_{bi}$ 則是兩者接觸前費米能階的初始差值。請依序列出已知條件，帶入正確公式計算。