7.金属和半导体的接触ppt

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1、固体电子学基础II姜胜林华中科技大学电子系教授，博士生导师西七楼309室，Tel:87542693Email:jsl@hust.edu.cn2007年1半导体中的电子状态3载流子输运4非平衡载流子5p－n结6半导体表面与MIS结构7金属和半导体的接触9半导体的热电性质8异质结2半导体中载流子的统计分布40学时本章内容提要金半接触及其能级图整流特性少子注入和欧姆接触7金属和半导体的接触相关研究：博士论文：Ni电极硕士论文：溅金属电极毕业设计：无铅玻璃粉新方向：耐特殊环境电极、SMD技术商业：欧姆电极、表面电极（优乐公司等）金属—半导体接触整流接触：微波技术和高速集成电路欧姆接触：电极制作成

2、为界面物理重要内容半导体器件重要部分能级图整流特征欧姆接触7.1金属半导体接触及其能级图1.金属与半导体的功函数功函数：金属中的电子从金属中逸出，需由外界供给它足够的能量，这个能量的最低值被称为功函数。金属功函数Wm=E0-(EF)m金属中的电子势阱半导体的功函数和电子亲和能E0为真空电子能级半导体功函数Ws=E0-(EF)s电子亲和能χ=E0-EcWs=χ+[Ec-(EF)s]=χ+EnEn=Ec-(EF)s2.接触电势差（肖特基模型）金属和n型半导体接触能带图（Wm>Ws）（a）接触前；（b）间隙很大；（c）紧密接触；（d）忽略间隙半导体电势提高金属电势降低平衡态，费米能级相等金半间

3、距D远大于原子间距时D正负电荷密度增加D与原子间距相比空间电荷区形成（why），表面势，能带弯曲（理想）肖特基势垒高度小结：（1）金属与n型半导体接触Wm>Ws，电子由半导体进入金属，在半导体表面形成电子势垒（阻挡层）Ws>Wm，电子由金属进入半导体，Vs>0，能带下降，表面是电子势阱，形成电导层（反阻挡层）金属和n型半导体接触能带图（WmWs，能带上升，空穴势阱，半导体表面是高电导压，为p型反阻挡层Wm

4、种半导体接触（χ一定）时Φm与Wm的差别；肖特基模型不是形成势垒的唯一机理。金属和p型半导体接触能带图(Wm>Ws)(Wm

5、面呈电中性qΦ0以下空时：表面带正电，施主型qΦ0以上被电子填充时：什么状态！！思考：n型半导体存在表面态，半导体的费米能级EF高于qΦ0平衡时的能带图形如何？若存在受主表面态：表面带负电（电子填满）存在受主表面态时n型半导体的能带图半导体表面附近：正的空间电荷区，电子势垒表面态上的负电荷＝势垒区正电荷表面态密度很大就会积累很多负电荷能带上弯势垒高度被高表面态密度钉扎（Pinned）表面态密度很大表面处EF很接近qΦ0存在受主表面态时n型半导体的能带图不存在表面态时几乎与施主浓度无关存在高表面态密度时通过表面态发生作用金属费米能级半导体的费米能级空间电荷区正电荷为表面受主态留下的负电荷与

6、金属表面负电荷之和表面受主态密度很高的n型半导体与金属接触能带图（Wm>Ws）（a）接触前；（b）紧密接触；（c）极限情形金属和n型半导体接触能带图（Wm>Ws）（a）接触前；（b）间隙很大；（c）紧密接触；（d）忽略间隙区别说明：半导体的表面态密度很高时，可以屏蔽金属接触的影响，使得半导体内的势垒高度和金属的功函数几乎无关，而基本上由半导体的表面性质决定，接触电势差全部降落在两个表面之间。为什么说当金属的功函数小于半导体的功函数时（Wm

7、b)V>0；(c)V<0(Wm>Ws)，(Vs)0<0（表面势）(a)平衡时，净电流为零(b)半导体势垒由qVD=－q(Vs)0降低为－q[(Vs)0+V]，形成正向电流(c)金属势垒高（恒定），电流很小，随V的增加达到饱和，形成反向电流金属和n型半导体接触能带图金属和n型半导体接触反阻挡层p型阻挡层：金属接负，半导体接正时形成从半导体到金属的空穴流（正向电流）金属接正、半导体接负时形成反向电流与p-n结区别，正向永远是p正、n负，