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112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：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：
37480
頁次：
1
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1
一、Si 與Ge 都是鑽石結構，其晶格常數分別為 5.43Å 與5.66Å。有一由 Si 與
Ge 組成的合金半導體 Si0.9Ge0.1，問該合金半導體的晶格結構為何？說明
其晶格結構的構造。此合金半導體的晶格常數為多少？其中的 Si 與Ge 的
原子濃度又各為多少？（20 分）
二、請說明半導體中載子傳導的漂移速度（drift velocity）、熱速度（thermal
velocity）、以及遷移率（mobility）。（10分）
舉出兩種影響載子遷移率的散射機制（scattering mechanism），並說明
其與溫度的關係。（10分）
三、考慮一個陡峭（abrupt）P+N接面，兩邊的雜質濃度分別為NA與ND；
NA>>ND。若接面處於平衡狀態，請由載子擴散、復合的觀點來說明接面
空乏區（depletion region）、內建電場（built-in electric field）的生成機制，
並指出內建電場的指向。若接面由內建電場產生的內建電位為Vbi，空乏
區寬度為W；以空乏區近似法表出W與Vbi的關係式。半導體的介電係數為
ε，單位電荷為q。（20分）
四、考慮一個NPN雙極性電晶體，若將其操作在主動區，其射基極接面與集基
極接面的電壓應如何安排？以基極為零電壓參考點說明之。就主動區操
作之該電晶體，畫出能帶對空間的概要圖，並在圖上標出各項電子、電洞
之擴散電流以及復合電流。並由這些電流來定義注入效率（injection
efficiency）以及傳輸因子（transport factor）。（20分）
五、矽的 Deal-Grove 熱氧化模型公式：D2+ A D = Bt，公式中 D為氧化層厚
度、t為氧化時間、A與B為參數。求氧化速率 dD/dt。由反應物在氧化
層經由擴散到氧化層與矽介面進行氧化的模型來分別說明在 D< 與
D>>A 兩種狀況下，氧化層厚度與時間關係。（20 分）