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114年公務人員高等考試三級考試試題
類 科
：
電子
工程
科 目
：
半
導體工程
考試時間
：
2
小時
座號
：
※注意：禁止使用電子計算器。
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。
本科目得以本國文字或英文作答。
代號：
27520
頁次：
2
－
1
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）
二、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
類之一，它們的電流－電壓特性（current-voltage characteristic）曲線都
很類似，如圖一所示。請分別說明這四種元件在正常工作模式下，是
位於此電流－電壓特性曲線圖的第幾象限？（20 分）
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）
圖一
I
V
forward bias
reverse bias
代號：
27520
頁次：
2
－
2
三、對於工作在主動模式（active mode）的 npn 雙極性接面電晶體（bipolar
junctiontransistor，BJT），即射極－基極接面（EBJ）順向偏壓，集極－基
極接面（CBJ）反向偏壓。假設由射極注入至基極的少數載子濃度在EBJ
相鄰的中性基極處為 np(0)，而在相鄰 CBJ 的中性基極處的少數濃度為
np(WB)。假設基極層的厚度 WB，此厚度遠低於電子在基極層的擴散長
度Ln，即 WB<< Ln，請寫出流經此 p型基極層的電子電流密度方程
式。（10 分）
圖二為共射極電晶體的增益（gain, ）對集極電流（IC）的關係圖。請
說明在低集極電流與高集極電流時，增益都會下降的原因。（10 分）
圖二
四、何謂次閾值斜率（subthresholdslope）？請說明它的單位是什麼？（10 分）
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 分）
五、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）進行後續處理。請說明使用快速熱退火的原因。（10 分）
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）