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1、金属半导体和半导体异质结 概念：同质结、异质结、金半结、欧姆接触n同质结：同材料PN结n异质结：不同材料PN结n金半结：金属与半导体接触（肖特基势垒二极管）n欧姆接触：没有整流效应的接触n功函数：电子溢出表面吸收的最小能量。金属的功函数：半导体的功函数：电子亲和能9.1肖特基势垒二极管9.1肖特基势垒二极管肖特基势垒：内建电势差：9.1肖特基势垒二极管 正反偏突变结近似9.1肖特基势垒二极管 非理想因素1.肖特基效应：势垒的镜像力降低2.界面态的影响9.1肖特基势垒二极管 非理想因素肖特基效应：势垒的镜像力降低9.1肖特基势垒二极管 非理想因素n与理想不符=4.07eV=4.01eV9.1肖特
2、基势垒二极管 非理想因素界面态的影响施主型表面态：能级释放电子后显正电性。受主型表面态：能级接受电子后显负电性。n与pn结不同，主要靠多数载流子的运动来决定电流的情况。n热电子发射理论： 势垒高度远大于kT时，电流的计算可以归纳为计算超越势垒的载流子数目。9.1肖特基势垒二极管 电流电压关系9.1肖特基势垒二极管 电流电压关系半导体内单位体积中能量在EE+dE范围内的电子数为：有效理查德森常数9.1肖特基势垒二极管 电流电压关系 反向电流随反偏电压的增加而增加是由于势垒降低的影响。9.1肖特基势垒二极管 与PN结比较n区别反向饱和电流的数量级肖特基势垒二极管的反向饱和电流密度：理想pn结二极管
3、的反向饱和电流密度：1、电流输运机构不同。2、反向电流输运机构不同密度不同。pn结二极管的反偏电流主要由产生电流支配，10-7A/cm2，比肖特基二极管小23个数量级。9.1肖特基势垒二极管 与PN结比较n0.3Vn0.7V9.1肖特基势垒二极管 与PN结比较n区别 开关特性pn结二极管靠少子扩散运动形成电流，外加正偏电压时少子首先形成一定的积累，再靠扩散运动形成电流。肖特基二极管的电流取决于多子通过内建电势的发射电流。外加正偏电压时直接形成漂移电流流走。9.2欧姆接触 欧姆接触是接触电阻很低的结，理想状态下，欧姆接触所形成的电流是电压的线性函数。两种欧姆接触：1.使表面不产生势垒的接触2.隧
4、道效应9.2欧姆接触n使表面不产生势垒的接触使N型半导体表面更N，不上坡，下坡9.2欧姆接触9.2欧姆接触n金属与p型半导体非整流接触的理想情况使p型半导体表面更p9.2欧姆接触n前述没有考虑界面态的影响实际由于界面态的影响，很难很好的形成欧姆接触n上半部为受主态，位于EF下时带负电（图.b）n下半部为施主态，位于EF上时带正电（图.3b）因此，实际的欧姆接触采用隧道效应9.2欧姆接触n隧道效应埃左右隧道电流：隧道电流随掺杂浓度的增大而指数增大。n接触电阻值整流接触：欧姆接触(隧道效应)：Rc随Nd呈指数规律变化。9.2欧姆接触9.3异质结n能带图异质结的分类：反型异质结；nP结，Np结， 大
5、写字母表示较宽带隙材料。同型异质结：nN结，pP结有用的异质结，两种材料的晶格常数必须匹配。9.3异质结n接触前接触后，电子从np；空穴从pn；N区存在正空间电荷区；P区存在负空间电荷区；能带发生弯曲；n接触后9.3异质结9.3异质结nnN结热平衡时理想能带图（三角势阱）GaAsAlGaAs二维电子气：电子堆积在异质结表面的势阱中，沿垂直于表面方向的运动变得量子化，即它的能量只能取一系列的分立值；而平行于表面的运动仍是自由的，能量可以是任意值。 9.3异质结n三角形势阱zxy低掺杂散射小9.3异质结nIV特性类似整流接触Ew为有效势垒高度小结n金半接触整流接触；势垒高度的计算；n外加电压存在时，肖特基势垒的变化；n肖特基势垒二极管的理想I-V关系；n肖特基二极管与pn结二极管的区别；n电子亲和准则：在一个理想的异质结中，导带处的不连续是由于两种半导体材料电子亲和能的不同引起的。END
