所屬科目：半導體工程
一、為什麼我們都使用有效電子質量（effective electron mass, me*）分析半導體晶體的特性，而不是使用一般的電子質量（electron mass, m0）？ （10 分）
(一)發光二極體（light-emitting diode, LED）、雷射二極體（laser diode）、光二極體（photodiode）、太陽能電池（solar cell）都是二極體的應用種類之一，它們的電流－電壓特性（current-voltage characteristic）曲線都很類似，如圖一所示。請分別說明這四種元件在正常工作模式下，是位於此電流－電壓特性曲線圖的第幾象限？（20 分）
(二)請說明為什麼蕭特基二極體（Schottky diode）不會展現擴散電容（diffusion capacitance）效應？（10 分）
(一)對於工作在主動模式（active mode）的 npn 雙極性接面電晶體（bipolar ，即射極－基極接面（EBJ）順向偏壓，集極－基 junction transistor，BJT） 極接面（CBJ）反向偏壓。假設由射極注入至基極的少數載子濃度在 EBJ 相鄰的中性基極處為 np(0)，而在相鄰 CBJ 的中性基極處的少數濃度為 np(WB)。假設基極層的厚度 WB，此厚度遠低於電子在基極層的擴散長度 Ln，即 WB ＜＜ Ln，請寫出流經此 p 型基極層的電子電流密度方程式。 （10 分）
(二)圖二為共射極電晶體的增益（gain, β）對集極電流（IC）的關係圖。請說明在低集極電流與高集極電流時，增益都會下降的原因。 （10 分）
(一)何謂次閾值斜率（subthreshold slope）？請說明它的單位是什麼？（10 分）
(二)在金氧半場效電晶體模型（MOSFET model）有一表面遷移率（surface ，它和一般塊晶體（bulk crysral）的遷移率比較，何者的值比 mobility）較高？請說明原因。 （10 分）
(一) 近代矽製程多使用離子布植 （ ion implantation） 技術製作淺接面 （shallow junction），之後再以快速熱退火（rapid thermal annealing, RTA）進行後續處理。請說明使用快速熱退火的原因。（10 分）
(二)一般傳統使用汞燈光源的黃光微影製程技術有接觸（contact）式、近接（proximity）式兩種，請比較其優缺點。 （10 分）
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