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1、金属-半导体接触势垒的三种形式(比较) 2010-11-19 11:30:12| 分类: 微电子器件 | 标签: |字号大中小 订阅 (在什么情况下的金属-半导体接触是 Ohm 接触?为什么 Schottky 势垒和 Mott 势垒具有 单向导电性?Schottky 二极管和 Mott 二极管在性能上有何异同?) Xie Meng-xian. (电子科大,成都市) 金属-半导体接触是一种基本的器件结构,它本身具有两种重要的功能,即二极管功能和 Ohm 接触功能;而在二极管功能中,又可区分出两种性能有所不同的器件Schottky 二 极管和 Mott 二极管。 不同功能的金属-半导体接触,其主要
2、的差别就在于接触势垒的形式不同。见图 1, (a)是 Schottky 势垒, (b)是 Ohm 接触势垒, (c)是 Mott 势垒。 一般的半导体与金属的接触就形成 Schottky 势垒,它的势垒高度为 qfBn,并且在半导 体 表面附近处有一层空间电荷区半导体表面势垒。当加有正向电压时(金属接电源正极) , 半导体表面势垒高度降低,则有较多半导体电子通过热发射而流到金 属、形成很大的正向 电流;当加有反向电压时(金属接电源负极) ,金属电子到半导体的势垒高度 qfBn 不变, 阻挡着电子流到半导体去,则反向电流很小。因此 Schottky 势垒具有单向导电性。利用 Schottky 势
3、垒工作的两端器件就是 Schottky 二极管。 如果半导体的掺杂浓度很高,则与金属的接触就将形成 Ohm 接触。因为这时半导体表面势 垒的厚 度很薄,电子可以借助于量子隧道效应的方式而通过接触界面,所以正向电流和反 向电流都将会很大,从而就不再具有单向导电性了,成为了 Ohm 性的导电。这是 任何半 导体元器件作为电极连接所必需的。 如果半导体表面层的掺杂浓度很低,则与金属的接触就将形成 Mott 接触。这时半导体表面 势垒的厚度很大,电子只有借助于扩散的方式来通过接触界面。同样,Mott 势垒也具有单 向导电性。利用 Mott 势垒工作的两端器件就是 Mott 二极管。 Schottky 二极管和 Mott 二极管都是多数载流子工作的器件,因此它们都是性能优良的高速 开关二极管;而 Mott 二极管因为其 Mott 势垒厚度较大,则势垒电容很小、耐压较高,从 而它又是很好的微波二极管以及高电压的功率二极管。