申論 1在室溫300 K 時，摻雜雜質完全解離的情況下，若在某矽半導體試片中僅摻雜濃度等於N 的施體。請回答以下子題：D㈠若此試片中的電子濃度與電洞濃度分別以n 與p 表示，以及本質載子濃度以n 表示。請用數學式子分別表示此矽半導體之電中性（chargeineutrality）與質量作用定律（mass-action law），並說明其意義？（10 分）㈡如果此試片中的電洞濃度等於5 103 cm3、5 10 9cm3或1.5 1010cm3，試計算摻雜濃度N 分別等於多少？已知電子電荷Dq1.6 1019C與本質載子濃度n1.5 1010cm3。（15 分）i
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申論 2在室溫300 K 時，電子的擴散係數D 35 cm 2/s與遷移率n1350 cm 2/V-s。考慮某n 型矽半導體在x 0處的電子濃度分布可表n示為n ( x)5 1015ex /Lcm3，其中L2 103cm。另外，在此半導體還nn存在一個x方向的固定電場E 150 V/cm。已知電子電荷q1.6 1019C；波茲曼常數k8.62 105eV/K；本質載子濃度n1.5 1010cm3。請回答以下子題：i㈠寫出愛因斯坦關係式（Einstein relation），及說明此關係式之物理意義？（5 分）㈡計算在x 0處電子的漂移電流密度（drift current density）大小？（10 分）㈢計算在x 0處電子的擴散電流密度（diffusion current density）大小？（10 分）
申論 3溫度等於300 K 時，考慮一個矽的pn 陡接面二極體，其p 型區的摻雜濃度N1017cm3，與n 型區的摻雜濃度N1016cm3。已知電子電荷ADq1.6 1019C；熱電壓kT /q 0.026 V；本質載子濃度n1.5 1010cm3；i8.854 1014F/cm；3.9；11.7。請回答以下兩子題：0SiO20Si0㈠無外加偏壓時，計算此pn 二極體之內建電位、空乏區寬度與最大內建電場？（15 分）㈡逆向偏壓1 V 時，計算此pn 二極體之電子能障與接面電容？（10 分）
申論 4現代半導體的先進CMOS 製程技術中會有許多道離子佈植步驟，請回答以下與離子佈植製程相關之兩子題：㈠說明通道效應（channeling effect）的成因以及通道效應對離子佈植製程的影響，並指出一種製程上可改善的方法。（10 分）㈡請就一n 型MOSFET 元件中的LDD（lightly doped drain）、halo 與APT（anti-punch through）等三項離子佈植步驟，說明其主要目的與植入雜質型式（n 型、p 型或均可）。（15 分）