《半导体物理_第七章_金属和半导体的接触》由会员分享，可在线阅读，更多相关《半导体物理_第七章_金属和半导体的接触（62页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第七章 金属和半导体的接触本章主要内容n7.1 金属半导体接触及其能级图；7.2 金属半导体接触整流理论；7.3 少数载流子的注入和欧姆接触；金属半导体接触由金属和半导体互相接触而形成的结构，简称M-S接触。典型接触：1、半导体掺杂浓度低，单向导电性整流接触肖特基势垒器件2、半导体掺杂浓度高，双向导电性欧姆接触提供低阻互联7.1.1 功函数和电子亲和能理想接触：在半导体表面不存在表面态 M-S之间没有绝缘层或绝缘层很薄的紧密接触以金属和n型半导体的接触为例7.1.2 接触电势差1、WS Wm 电子系统在热平衡状态时应有统一的费米能级电子反阻挡层；低阻 欧姆接触考虑价带的电子转移，留下更多的空穴
2、，形成空间 电荷区。空穴从体内到表面，势能降低，能带向上 弯曲。7.1.3 表面态对接触势垒的影响金属和半导体接触前态密度很大态密度较大存在表面态，即使不与金属接触，半导体一侧产生电子势垒表面能级以下的能级电子已经填满，只能填到表面能级以上的 能级，则形成受主态（带负电）。体内电子转移后形成带正电 荷的区域。两者的EF不重合金属和半导体接触WS 07.2.1 扩散理论1.扩散理论的适用范围：适用于厚阻挡层； 势垒宽度比载流子的平均自由程大得多，即势垒区是耗尽区； 半导体是非简并的2.扩散理论的基本思想扩散方向与漂移方向相反无外加电压：扩散与漂移相互抵消平衡；反向电压：漂移增强反偏；正向电压：扩
3、散增强正偏3.势垒宽度与外加电压的关系势垒的高度和宽度都随外加电压变化：4.势垒区的伏安特性根据扩散理论，势垒区的电流是由半导体一侧电子的扩散和 漂移运动形成的：该理论是用于迁移率较小，平均自由程较短的半导体， 如氧化亚铜。7.2.2 热电子发射理论适用于薄阻挡层 ln d势垒高度 k0T非简并半导体1.热电子发射理论的适用范围：2.热电子发射理论的基本思想：薄阻挡层，势垒高度起主要作用。能够越过势垒的电子才对电流有贡献计算超越势垒的载流子数目，从而求出电流密度。3.势垒区的伏安特性Ge、Si、GaAs有较高的载流子迁移率、较大的平均自由程，主要是热电子发射。需修正:镜像力；隧道效应7.3 少
4、数载流子的注入和欧姆接触E正向电压使得势垒降低，形成自外向内的空穴流，它形成的电流与电子电流方向一致。在势垒区域，空穴的浓度在表面最大。7.3.1 少数载流子的注入在正向电压作用下，金属和n型半导体接触使得半导体中空穴浓度增加的现象称为少子的注入。实质上是半导体价带顶部附近的电子流向金属，填充金属中EF以下的空能级，而在价带顶附近产生空穴。加正向电压时，少数载流子电流与总电流值比称为少数载流子的注入比，用 表示。对n型阻挡层而言：1、什么是欧姆接触？7.3.2 欧姆接触欧姆接触应满足以下三点：1、伏安特性近似为线性，且是对称的；2、接触引入的电阻很小（不产生明显的附加阻抗）；3、不会使半导体内部的平衡载流子浓度发生显著改变。电子通过M-S接触时，能够不受势垒的阻挡，从一种材料输运到另一种 材料，即其正反偏置的电流输运特征没有差别。2、如何实现欧姆接触？总结总结总结总结需修正:镜像力；隧道效应总结总结习题习题习题发射出来的电子能量： E=E0-W=6.7-2.5=4.2 eV（2）波长为185 nm的紫外光光子的能量为习题习题
