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年公務人員特種考試警察人員、
一般警察人員考試及109年特種考試
交 通 事 業 鐵 路 人 員 考 試 試 題
考 試 別
：
鐵路人員考試
等 別
：
高員三級考試
類 科 別
：
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
：
70530
頁次
：
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一、請說明何謂「補償半導體（compensated semiconductor）」？（5分）
請以數學表示式說明補償半導體具有「電中性（chargeneutrality）」之
物理意義。（5分）
二、請說明何謂「電子等效質量（electron effective mass）」？（5分）
試以能量-波向量圖（E-kdiagram）觀點，以數學表示式定義「電子等
效質量」。（5分）
三、假設 p-型半導體中其多餘電子濃度（excess electron concentration, δn）符
合低階注入（low injection）之條件，請列出其一維雙極性傳輸方程式
（ambipolar transport equation）之表示式，並說明其物理意義。（10 分）
四、設有一金屬/n-型半導體接面：
請說明其形成整流接觸（rectifying contact）之條件，並繪出其能帶圖。
（10 分）
請說明其形成歐姆接觸（ohmic contact）之條件，並繪出其能帶圖。
（10 分）
五、有一均勻摻雜之矽半導體 pn 接面，若溫度 T=300K，且其相關參數如下：
電子擴散係數 Dn= 25 cm2/s、電洞擴散係數 Dp= 10 cm2/s、相同之施
體與受體摻雜濃度 NA=ND=1016 cm-3、相同之電子與電洞生命週期
τpo =τno =5×10-7 s、本質載子濃度ni=1.5×1010 cm-3、單位電量q=1.6×10-19 C、
波茲曼常數（Boltzmann’s constant）k= 8.62 × 10-5 eV/K。試求：
此pn 接面之逆向飽和電流密度 Js=？（8分）
若pn 接面之外加順向偏壓 Va= 0.65 V 時，其電流密度=？（7分）
代號：
70530
頁次：
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六、有一 n-型通道金屬-氧化物-半導體場效電晶體（MOSFET），其閘極寬度
W = 15 μm、閘極長度 L = 2 μm、閘極氧化層電容 Cox = 6.9 × 10-8 F/cm2。
假設此電晶體操作於汲-源極電壓為 VDS = 0.1 V 之非飽和區（non-
saturation region），已知於閘-源極電壓為 VGS = 1.5 V 時、其汲極電流
ID = 35 μA，另於閘-源極電壓為 VGS = 2.5 V 時、其汲極電流 ID = 75 μA。
試求此 MOSFET 之：
電子遷移率 μn=？（8分）
臨界電壓 VT=？（7分）
七、試指出乾式蝕刻技術（dry etching）為等向性（isotropic）蝕刻或非等
向性（anisotropic）蝕刻？（5分）
假設將 1 μm 厚的鋁（Al）薄膜沉積在平坦的場氧化層（field oxide layer）
上，先以光阻在其上定義圖案後，再施以電漿蝕刻製程。已知鋁對於
光阻之蝕刻選擇比維持在 3，假設有 30%的過度蝕刻，試問在確保鋁
金屬上表面不被侵蝕之條件下，所需的最薄光阻厚度為何？（15 分）