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[電子工程] 半導體工程 — 主題練習
📚 [電子工程] 半導體工程
半導體物理與製程技術
96
道考古題
10
個年度
114年 (18)
113年 (7)
112年 (14)
111年 (7)
110年 (8)
109年 (10)
108年 (7)
107年 (9)
106年 (8)
105年 (8)
📝 歷屆考古題
114年 地特三等申論題
第一題
能帶理論中，那一個參數可作為區分導體、半導體與絕緣體的依據？（5 分）
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114年 地特三等申論題
第一題
在 t = 0 秒時，多數載子和少數載子的濃度各為多少？（10 分）
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114年 地特三等申論題
第一題
在半導體晶格中，載子具有那二種主要的傳輸機制？（4 分）
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114年 地特三等申論題
第一題
請說明為何金氧半場效電晶體（MOSFET）的長通道與短通道元件之臨界電壓會有所不同。（8 分）
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114年 高考申論題
第一題
一、為什麼我們都使用有效電子質量（effective electron mass, me*）分析半導體晶體的特性，而不是使用一般的電子質量（electron mass, m0）？（10 分）
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114年 高考申論題
第一題
(一)發光二極體（light-emitting diode, LED）、雷射二極體（laser diode）、光二極體（photodiode）、太陽能電池（solar cell）都是二極體的應用種類之…
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114年 高考申論題
第一題
(一)近代矽製程多使用離子布植（ion implantation）技術製作淺接面（shallow junction），之後再以快速熱退火（rapid thermal annealing, RTA）進行…
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114年 高考申論題
第一題
(一)何謂次閾值斜率（subthreshold slope）？請說明它的單位是什麼？（10 分）
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114年 地特三等申論題
第二題
該參數以何數值作為區分半導體與絕緣體的界限？（5 分）
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114年 地特三等申論題
第二題
請計算 t = 0 秒時準費米能階相對於本質費米能階的能量差，並在能帶圖上標示出來。（10 分）
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114年 地特三等申論題
第二題
一個實際的矽 p-n 接面二極體在順偏導通狀態下，有那些電流成分？（8 分）
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114年 地特三等申論題
第二題
如何從汲/源極設計的角度來抑制短通道效應？並說明此方法可能導致的副作用。（12 分）
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114年 高考申論題
第二題
(二)請說明為什麼蕭特基二極體（Schottky diode）不會展現擴散電容（diffusion capacitance）效應？（10 分）
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114年 高考申論題
第二題
(二)一般傳統使用汞燈光源的黃光微影製程技術有接觸（contact）式、近接（proximity）式兩種，請比較其優缺點。（10 分）
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114年 高考申論題
第二題
(二)在金氧半場效電晶體模型（MOSFET model）有一表面遷移率（surface mobility），它和一般塊晶體（bulk crysral）的遷移率比較，何者的值比較高？請說明原因。（10…
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114年 地特三等申論題
第三題
請以能帶結構的角度說明導體、半導體與絕緣體之差異。（10 分）
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114年 地特三等申論題
第三題
請說明各電流形成之機制。（8 分）
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114年 地特三等申論題
第五題
五、隨著技術節點持續微縮，曝光技術亦不斷演進。請說明自曝光波長 λ = 248 nm KrF 以降，至鰭式場效電晶體（FinFET）時代，如何運用各種不同的曝光技術與圖案化方法來實現更微小的電路圖案。…
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113年 高考申論題
第一題
電子與電洞濃度分別為何？（10 分）
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113年 高考申論題
第一題
請輔以數學表示式說明影響半導體「導電率（conductivity）」之因素為何？（10 分）
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113年 高考申論題
第二題
若外加電場為 E=15 V/cm，其漂移電流密度為何？（10 分）
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113年 高考申論題
第二題
載子傳輸包含漂移（drift）與擴散（diffusion）兩種主要機制。請輔以數學表示式說明影響半導體「電流密度（current density）」之因素為何？（10 分）
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113年 高考申論題
第三題
三、p-n 接面二極體與蕭特基能障（Schottky barrier）二極體均可具有整流（rectification）功效。請輔以數學表示式說明影響上述兩者元件之「逆向飽和電流密度（reverse-s…
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113年 高考申論題
第四題
四、矽半導體 n 通道金屬-氧化物-半導體場效電晶體（MOS-FET）之閘極長度 L = 1.25 μm、電子遷移率 μn = 650 cm²/V-s、臨界電壓 Vth = 0.65 V、閘極氧化層電…
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113年 高考申論題
第五題
五、試就「加熱週期」、「加熱率」、「熱預算」、「製程產能」等四項因素，分別比較傳統爐管熱退火與快速熱退火（RTA）技術之差異？（20 分）
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112年 地特三等申論題
第一題
請分別敘述在外質半導體中何謂「完全解離(complete ionization)」及「凍結(freeze-out)」?(10分)
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112年 地特三等申論題
第一題
請以數學表示式定義 p-n 接面之「內建電位(Vbi, built-in potential)」。(5分)
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112年 地特三等申論題
第一題
請輔以數學表示式說明影響半導體「漂移電流密度(drift current density)」之因素為何?(5分)
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112年 地特三等申論題
第一題
若分別以介電層 Ta2O5及SiO2作為電容,且 Ta2O5:SiO2 之厚度比2:1、面積比為3:1,試求其電容比?(5分)
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112年 高考申論題
第一題
一、Si 與 Ge 都是鑽石結構，其晶格常數分別為 5.43Å 與 5.66Å。有一由 Si 與 Ge 組成的合金半導體 Si0.9Ge0.1，問該合金半導體的晶格結構為何？說明其晶格結構的構造。此合…
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顯示更多題目 (66 題)
112年 高考申論題
第一題
請說明半導體中載子傳導的漂移速度（drift velocity）、熱速度（thermal velocity）、以及遷移率（mobility）。（10分）
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112年 地特三等申論題
第二題
請輔以數學表示式說明在半導體中「質量作用定律(mass-action law)」之物理意義。(5分)
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112年 地特三等申論題
第二題
請繪出 p-n 接面其分別在逆向偏壓、順向偏壓之能帶圖(energy-band diagram),並說明其整流(rectification)特性。(10分)
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112年 地特三等申論題
第二題
請分別說明影響半導體中載子移動之「晶格散射(lattice scattering)」及「游離雜質散射(ionized impurity scattering)」之物理意義及其溫度效應。(10分)
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112年 地特三等申論題
第二題
假設以厚度為3t 微米之 Ta2O5作為介電層之電容值為C₁;另以各層厚度均分別為t微米之 SiO2/S3N4/SiO2作為介電疊層之電容值為C2。假設兩者具有相同面積,試計算 C1/C2之比值?(1…
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112年 高考申論題
第二題
舉出兩種影響載子遷移率的散射機制（scattering mechanism），並說明其與溫度的關係。（10分）
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112年 高考申論題
第三題
三、考慮一個陡峭（abrupt）P+N接面，兩邊的雜質濃度分別為NA與ND；NA>>ND。若接面處於平衡狀態，請由載子擴散、復合的觀點來說明接面空乏區（depletion region）、內建電場（b…
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112年 高考申論題
第五題
五、矽的 Deal-Grove 熱氧化模型公式：D2 + A D = Bt，公式中 D 為氧化層厚度、t 為氧化時間、A 與 B 為參數。求氧化速率 dD/dt。由反應物在氧化層經由擴散到氧化層與矽介…
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112年 地特三等申論題
第六題
矽 p-n 接面在 T=300 K 之施體雜質與受體雜質濃度分別為ND=1015 cm-3 及NA=1016 cm-3,且未施加電壓;本質載子濃度 ni=1.5×1010 cm-3。試求空乏區寬度及最…
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111年 高考申論題
第一題
請說明半導體材料晶體鑽石結構與閃鋅礦結構之差異，（5 分）閃鋅礦結構與六方晶系結構之異同。（10 分）
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111年 高考申論題
第二題
請說明能隙之種類，（2 分）若製作成發光二極體應選那一種能隙？（3 分）為什麼？（5 分）
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111年 高考申論題
第三題
對於超高效率 III-V 多接面太陽能電池多以磊晶方式成長與製作而成，請問何謂磊晶？（2 分）欲得高品質之磊晶膜首要條件為何？（2 分）於多接面太陽能電池結構中，每個接面間須有何種結構？（2 分）請說…
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111年 高考申論題
第四題
HEMT 元件是藉由那種方式得到 high electron mobility？（5 分）為何較傳統 MOSFET 更高速？（5 分）
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111年 高考申論題
第五題
請畫出下圖 p、n 接觸之能帶圖，（5 分）請說明接觸後界面附近會發生何種現象？（5 分）此時此元件可否當電池使用，為什麼？（5 分）
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111年 高考申論題
第六題
對於 p + n 二極體，其中 p+ 載子濃度為 NA，n 載子濃度為 ND。請問空乏區（W）主要發生在那一部分？（5 分）請寫出空乏區與載子濃度之關係式。（5 分）此說明可用何種電容量測方式分析載子…
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111年 高考申論題
第七題
請計算面積為 4 μm2 的 MOS 電容對於 10 nm 厚的 SiO2 電介質（介電常數 3.9），當施加電壓為 5 V 時，MOS 上存儲的電荷（10 分）和電子數是多少？（10 分）
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110年 高考申論題
第一題
何謂歐傑複合（Auger recombination）效應？它通常發生於何種狀況？（10 分）
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110年 高考申論題
第一題
在順向偏壓下，請說明兩個電容 C1 和 C2 的來源為何？（10 分）
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110年 高考申論題
第一題
和化學氣相沉積（atomic layer deposition, ALD）技術相比較，請說明原子層沉積技術的優點與缺點。（10 分）
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110年 高考申論題
第一題
以短通道（short channel）的金氧半場效電晶體（MOSFET）為例，請說明短通道長度對臨界電壓的影響。（10 分）
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110年 高考申論題
第二題
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 a…
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110年 高考申論題
第二題
請說明兩個電阻 RS 和 RP 的來源為何？（10 分）
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110年 高考申論題
第二題
請解釋電遷移（electromigration）現象，並說明如何改善此現象。（10 分）
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110年 高考申論題
第二題
以金氧半場效電晶體為例，請說明次臨界電流（subthreshold current）的定義。（10 分）
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109年 高考申論題
第一題
目前常用半導體有三大結構半導體，分別為鑽石結構，閃鋅礦結構，與六方晶系，請繪出此些結構，並說明其異同。（10分）
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109年 高考申論題
第二題
一矽晶棒摻雜砷原子10^16 atoms/cm^3，請分析室溫之電子與電洞載子濃度，並畫出能帶中之費米能階。Note：ni for Si is 9.65 x 10^9 /cm^3。（12分）
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109年 高考申論題
第三題
請寫出p-type半導體中之連續方程式，並說明此些項次受何影響。（10分）
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109年 高考申論題
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）
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109年 高考申論題
第五題
請說明二極體空間電荷與空乏區之定義。若一二極體具有NA = 10^18 /cm^3，ND = 10^15 /cm^3，請計算其內建電壓。（9分）
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109年 高考申論題
第六題
離子佈植至單晶半導體，垂直植入和傾斜角度植入會有何差異？（10分）
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109年 高考申論題
第七題
何謂磊晶成長？為何需要異質磊晶成長？異質磊晶成長須滿足那些條件？（12分）
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109年 高考申論題
第八題
請說明發光二極體之發光機制，並說明主要發光位於二極體之何處。（10分）
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109年 高考申論題
第九題
兩種不同材料之能帶圖如圖(一)，請畫出異質接面之能帶圖。（5分） (附圖為兩不同材料分離時之能帶圖，真空能階連續，標示有電子親和力 qX1, qX2, 功函數 qPhi_s1, qPhi_s2，及能隙…
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109年 高考申論題
第十題
請畫出一金屬/氧化層/p-type半導體結構如圖(二)之平衡能帶圖，其中金屬電子親和力為qΦm，氧化物厚度d，氧化層電子親和力為qχi，p-type半導體電子親和力為qχ，功函數qΦs，其中qΦm >…
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108年 高考申論題
第一題
對於 n 型矽半導體，它的電子漂移速度（drift velocity）隨著電場增加而線性增加，但在超過某一臨界電場時，此電子漂移速度會趨近飽和值 1×10⁷ cm/s，請說明為什麼在高電場時電子漂移速…
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108年 高考申論題
第一題
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）
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108年 高考申論題
第一題
(一) 請說明在使用正光阻與負光阻常用的顯影溶液。
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108年 高考申論題
第一題
(一) 請解釋為什麼濕氧化的成長速率大於乾氧化的成長速率？
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108年 高考申論題
第二題
請繪出此蕭特基接面的能帶圖，並指出此蕭特基接面的能障與內建電位的位置處。（10 分）
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108年 高考申論題
第二題
(二) 請繪出以擴散技術與離子佈植技術的摻雜雜質濃度對半導體深度的分布圖。
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108年 高考申論題
第二題
(二) 在一光學微影製程系統，假如透鏡的直徑為 5.0 cm，透鏡至影像的距離為 7.0 cm，若使用的紫外光波長為 350 nm，則此系統的最小線距解析度（line resolution）為何？
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107年 高考申論題
第一題
試分別指出其為何種晶格結構（crystal structure）？（5 分）
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107年 高考申論題
第一題
請說明「載子遷移率（carrier mobility, μ）」之物理意義？（10 分）
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107年 高考申論題
第二題
請說明兩者之能帶圖結構各為直接能隙（direct bandgap）或間接能隙（indirect bandgap）？（10 分）
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107年 高考申論題
第二題
請寫出 μ 之物理單位？（5 分）
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107年 高考申論題
第二題
砷化鎵（GaAs）於溫度 T = 300 K 時，其能隙（bandgap） Eg = 1.42 eV、本質載子濃度（intrinsic carrier concentration） ni,300K =…
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107年 高考申論題
第四題
假設在矽（Si）半導體中，其電子濃度依位置 x 變化之分布函數可表示為 n(x) = 10^15 e^(-x/Ln) cm^-3 (x >= 0)，電子之擴散長度（diffusion length）…
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107年 高考申論題
第五題
請說明 p-n 接面因外加逆向偏壓、導致接面崩潰（junction breakdown）時，常見之兩種物理機制？（10 分）
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107年 高考申論題
第六題
請分別說明：短通道效應（short-channel effect）及窄通道效應（narrow-channel effect），對於金屬-氧化物-半導體場效電晶體（MOSFET）臨界電壓（thresho…
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107年 高考申論題
第八題
假設以氟原子（F）進行矽（Si）或二氧化矽（SiO2）的蝕刻時，其蝕刻率可表示為： 蝕刻率（nm/min）= A * nF * T^0.5 * exp(-Ea / RT) 其中，氣體常數 R = 1.…
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106年 高考申論題
第一題
一、請說明影響半導體移動率（Mobility）的兩種主要機制，並說明這兩種機制對半導體的溫度效應。（10 分）
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106年 高考申論題
第一題
空乏型場效電晶體（Depletion-Type Field-Effect Transistor），
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106年 高考申論題
第二題
二、二極體（Diode）的理想順偏電流對電壓（I-V）特性為下圖中的曲線(a)。若有兩顆二極體分別具有下圖中順偏電流對電壓曲線(b)和(c)，請說明這兩顆二極體分別具有什麼特性？（10 分）
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106年 高考申論題
第二題
加強型場效電晶體（Enhancement-Type Field-Effect Transistor），
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106年 高考申論題
第三題
高電子遷移率場效電晶體（High-Electron-Mobility Transistor, HEMT）。（15 分）
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106年 高考申論題
第六題
六、對於金屬-氧化層-半導體的場效電晶體（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）而言，何謂「氧化層充電（Oxide Charging）」？…
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106年 高考申論題
第七題
七、什麼是準費米能階（Quasi-Fermi Level）？它和費米能階（Fermi Level）有什麼不同？（10 分）
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106年 高考申論題
第八題
八、在積體電路製造技術中，採用的絕緣技術有局部氧化（Local Oxidation of Silicon, LOCOS）和淺溝槽絕緣（Shallow Trench Isolation, STI），請分…
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105年 高考申論題
第一題
求電位差ΔV (=V(L) -V(0))、電場強度分布 E(x)與以n₀ 、L與ΔV 為參數表示之電子濃度分布n(x)。（10 分）
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105年 高考申論題
第一題
若汲極飽和電壓與飽和電流分別為2.5 V與5 mA，請繪出汲極電壓範圍0≤Vds ≤ 5V之輸出特性曲線並求對應此曲線之閘極電壓Vgs。（10 分）
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105年 高考申論題
第一題
請繪出此兩個元件於照光（光能量>矽能隙寬度）前與後的 I-V 特性曲線。（10 分）
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105年 高考申論題
第一題
請繪出蝕刻深度為 0.707 μm 時所得蝕刻圖形的剖面圖（須標示蝕刻圖形之尺寸、蝕刻面及角度）。（15 分）
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105年 高考申論題
第二題
若將此 n 型半導體右端接地，左端外接一電壓源V_A (= ΔV)，請繪出此 n 型半導體之能帶圖並求淨電子電流密度分布J_n(x)，已知電子移動率（mobility）為μ_n。（15 分）
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105年 高考申論題
第二題
求於Vds =Vgs = 4.5V 偏壓下之汲極電流 I_ds 以及於源極端與汲極端之單位面積反轉層電荷量。（10 分）
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105年 高考申論題
第二題
比較兩個元件於照光下的 I-V 曲線，說明其不同處及造成兩者差異之原因。（10 分）
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105年 高考申論題
第二題
請說明何以得到此種蝕刻圖案之原因。（5 分）
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