9 金半接觸和異質結

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1、本次課內(nèi)容9．1肖特基勢壘二極管9．2金屬．半導體的歐姆接觸9．3異質結9．4小結概念：同質結、異質結、金半結、歐姆接觸同質結：同材料PN結異質結：不同材料PN結金半結：金屬與半導體接觸（肖特基勢壘二極管）歐姆接觸：沒有整流效應的接觸功函數(shù)：電子溢出表面吸收的最小能量。金屬的功函數(shù)：半導體的功函數(shù)：電子親和能9.1肖特基勢壘二極管肖特基勢壘：內(nèi)建電勢差：9.1肖特基勢壘二極管正反偏突變結近似9.1肖特基勢壘二極管9.1肖特基勢壘二極管非理想因素肖特基效應：勢壘的鏡像力降低界面態(tài)的影響9.1肖特基勢壘二極管非理想因素肖特基效應：勢壘的鏡像力降低9.1肖特

2、基勢壘二極管非理想因素與理想不符χ=4.07eVχ=4.01eV9.1肖特基勢壘二極管非理想因素界面態(tài)的影響施主型表面態(tài)：能級釋放電子后顯正電性。受主型表面態(tài)：能級接受電子后顯負電性。與pn結不同，主要靠多數(shù)載流子的運動來決定電流的情況。熱電子發(fā)射理論：勢壘高度遠大于kT時，電流的計算可以歸納為計算超越勢壘的載流子數(shù)目。9.1肖特基勢壘二極管電流電壓關系9.1肖特基勢壘二極管電流電壓關系半導體內(nèi)單位體積中能量在E~E+dE范圍內(nèi)的電子數(shù)為：有效理查德森常數(shù)9.1肖特基勢壘二極管電流電壓關系反向電流隨反偏電壓的增加而增加是由于勢壘降低的影響。9.1肖特基

3、勢壘二極管與PN結比較區(qū)別１．反向飽和電流的數(shù)量級肖特基勢壘二極管的反向飽和電流密度：理想pn結二極管的反向飽和電流密度：1、電流輸運機構不同。2、反向電流輸運機構不同密度不同。pn結二極管的反偏電流主要由產(chǎn)生電流支配，~10-7A/cm2，比肖特基二極管小2~3個數(shù)量級。9.1肖特基勢壘二極管與PN結比較0.3V0.7V9.1肖特基勢壘二極管與PN結比較區(qū)別２開關特性pn結二極管靠少子擴散運動形成電流，外加正偏電壓時少子首先形成一定的積累，再靠擴散運動形成電流。肖特基二極管的電流取決于多子通過內(nèi)建電勢的發(fā)射電流。外加正偏電壓時直接形成漂移電流流走。9

4、.2歐姆接觸歐姆接觸是接觸電阻很低的結，理想狀態(tài)下，歐姆接觸所形成的電流是電壓的線性函數(shù)。兩種歐姆接觸：使表面不產(chǎn)生勢壘的接觸隧道效應9.2歐姆接觸使表面不產(chǎn)生勢壘的接觸使N型半導體表面更N，不上坡，下坡9.2歐姆接觸9.2歐姆接觸金屬與p型半導體非整流接觸的理想情況使p型半導體表面更p9.2歐姆接觸前述沒有考慮界面態(tài)的影響．實際由于界面態(tài)的影響，很難很好的形成歐姆接觸．上半部為受主態(tài)，位于EF下時帶負電（圖９.１１b）下半部為施主態(tài)，位于EF上時帶正電（圖９.１3b）因此，實際的歐姆接觸采用隧道效應9.2歐姆接觸隧道效應１００埃左右隧道電流：隧道電流

5、隨摻雜濃度的增大而指數(shù)增大。接觸電阻值整流接觸：歐姆接觸(隧道效應)：Rc隨Nd呈指數(shù)規(guī)律變化。9.2歐姆接觸9.3異質結能帶圖異質結的分類：反型異質結；nP結，Np結，大寫字母表示較寬帶隙材料。同型異質結：nN結，pP結有用的異質結，兩種材料的晶格常數(shù)必須匹配。9.3異質結接觸前接觸后，電子從n—p；空穴從p—n；N區(qū)存在正空間電荷區(qū)；P區(qū)存在負空間電荷區(qū)；能帶發(fā)生彎曲；接觸后9.3異質結9.3異質結nN結熱平衡時理想能帶圖（三角勢阱）GaAsAlGaAs二維電子氣：電子堆積在異質結表面的勢阱中，沿垂直于表面方向的運動變得量子化，即它的能量只能取一系

6、列的分立值；而平行于表面的運動仍是自由的，能量可以是任意值。9.3異質結三角形勢阱zxy低摻雜散射小9.3異質結9.3異質結IV特性類似整流接觸Ew為有效勢壘高度小結金半接觸——整流接觸；勢壘高度的計算；外加電壓存在時，肖特基勢壘的變化；肖特基勢壘二極管的理想I-V關系；肖特基二極管與pn結二極管的區(qū)別；歐姆接觸；異質結；1、掌握復習題1-8；2、會畫熱平衡狀態(tài)下，下列金半接觸的能帶圖：金屬與n型半導體：Φm<Φs;Φm>Φs;金屬與p型半導體：Φm<Φs;Φm>Φs;