108年特種考試地方政府公務人員考試試題
等 別：三等考試 類 科：電子工程 科 目：半導體工程
考試時間： 2 小時 座號：
※注意：可以使用電子計算器。
不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。
本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。
代號：34130 頁次：2－1
一、請回答下列問題：
製作半導體元件時為何須選擇正確的 Si 晶圓結晶面與結晶方向？其 對元件特性會有什麼影響？請舉例說明。（15 分）
當太陽電池所在的環境溫度自 300 K 上升至 400 K 時，此太陽電池輸 出的電力會增加或是減少？為什麼？（10 分）
二、有一金-半二極體（M-S diode），設半導體端內部之雜質濃度呈線性漸變
（linearly graded），即 ND = ax，其中 a 為製程參數，試求：
利用空乏近似法（depletion approximation method）求出此二極體半導 體端內部之電荷密度 ρ(x)，電場強度ε(x)，以及空乏區的寬度 W(VA)
（depletion width）。（15 分）
利 用 的 結 果 求 出 此 金 - 半 二 極 體 之 小 信 號 電 容 （ small signal capacitance）為何？（10 分）
三、請回答下列問題：
在 MOS 元件中，其氧化層內或氧化層與 Si 的介面處通常都會存在某 些 缺 陷 電 荷 （ defect charge ）， 例 如 氧 化 陷 阱 電 荷 （ oxide trapped charge）、可移動離子電荷（mobile ion charge）、固定電荷（fixed charge）
或介面陷阱電荷（interface trapped charge）等。試說明上述缺陷電荷 之由來，並畫一金氧半（metal/SiO2/Si）的結構圖，標出上述四種缺 陷電荷所在的位置。（15 分）
設有 NMOS 元件與 PMOS 元件各一個，它們的閘極氧化層（gate oxide）
中同樣都存在有 1011 cm-2的可移動離子電荷，現將此兩元件同置放在 高溫中啟動（turned on）數個小時，試問那一個元件的臨界電壓受影 響會較大？並說明理由。（10 分）
代號：34130 頁次：2－2
四、設有一理想的 Si MOS 電容，維持在 T= 300 K，其元件相關參數如下
閘極材料為 p+多晶矽（其功函數ΦB=5.2 ev）
基板為 n 型矽且雜質摻雜濃度 ND為 1018 cm-3
SiO2的厚度 xox= 2 nm 試求：
此 MOS 電容的平帶電壓（flat-band voltage），VFB為何？（10 分）
此 MOS 電容的臨界電壓（threshold voltage），VT為何？（10 分）
若此 MOS 電容的基板摻雜量 ND減少為 1017 cm-3時，其臨界電壓會有 何變化？並說明理由。（5 分）
