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年公務人員特種考試警察人員、一般警察人員、國家安全局國家
安全情報人員考試及
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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
類科組別
：
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。
本科目得以本國文字或英文作答。
代號：
70
5
4
0
頁次：
2
－
1
一、砷化鎵的晶體結構為何？（3分）
砷化鎵單位晶格中各有幾個砷原子和鎵原子？（4分）
已知砷化鎵的密度是 5.33 g/cm3，鎵和砷的原子量分別為 69.72 和
74.92，請計算砷化鎵的晶格常數。（8分）
二、如圖使用厚度 t = 500 μm、寬度 w = 800 μm 的矽材料長方體進行霍爾效
應（Hall effect）量測，通過的電流 I = 1.6 mA，施加磁場 B = 2 Tesla，
此時量得的霍爾電壓 VH= −2.5 mV。
請計算半導體的主要導電載子濃度。（10 分）
若材料的電阻率是 0.52 Ω-cm，請計算載子的遷移率值。（10 分）
三、請說明薄膜電晶體（TFT）的元件結構。（5分）
請說明複晶矽薄膜電晶體的載子遷移率較低的原因及如何改善？
（10 分）
四、請繪出使用 p型井（p-well）CMOS（complementary MOS）反相器的
橫截面圖。（10 分）
請說明 CMOS 的閂鎖（latch-up）效應。（10 分）
V
H
W
B
t
+
-
I
代號：
7
0540
頁次：
2
－
2
五、金屬（功函數 φm）與 n型半導體（摻雜濃度 ND、功函數 φS、電子親和
力χS）結合形成金屬-半導體接面（φm > φS）。半導體具有導帶底部能量
EC、價帶頂部能量 EV、費米能量 EF，其空乏區寬度為 W。
請繪出熱平衡下金屬-半導體接面的能帶結構圖，並標示 φm、φS、χS位
置。（5分）
請繪出熱平衡下金屬-半導體接面的電荷分布與電場分布。（6分）
請寫出接面屏障高度（φBn）和內建電位（Vbi）的表示式，並在能帶結
構圖中標示其位置。（5分）
請繪出施加正偏壓 VF時金屬-半導體接面的能帶結構圖。（4分）
六、熱分解反應常用來製作複晶矽，請寫出其化學反應式。（5分）
相較於複晶矽閘極電極，以鋁作為 MOS 閘極電極的穩定性較差，
請說明其原因。（5分）