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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：
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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
(x)
ε
，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：
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頁次：
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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）