半导体物理 第七章new

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1、编写：刘诺副教授半半制作：刘诺副教授动画：刘诺，陈洪彬，赵翔，韩劲松Email:liunuo2002@yahoo.com.cn电子科技大学导导微电子与固体电子学院微电子科学与工程系体体物物理理第七章第七章金属和半导体的接触金属和半导体的接触ContactbetweenMetalandSemiconductorContactbetweenMetalandSemiconductor•重点•1、阻挡层与反阻挡层的形成•2、肖特基势垒的定量特性•3、欧姆接触的特性§§7.17.1金属金属--半导体接触和能带图半导体接触和能带图Contactbet

2、weenMetalandSemiconductorandBandDiagramContactbetweenMetalandSemiconductorandBandDiagram重点重点•功函数•电子亲和势•接触电势势垒•阻挡层与反阻挡层ContactbetweenMetalandSemiconductorandBandDiagram11、功函数、功函数WWWW与电子亲和势与电子亲和势mm、、E0ssχWsWmEcEnEFsEFmE⎯⎯→真空电子能级0金属功函数W=E−E⎯⎯→(1)m0Fm半导体功函数W=E−E⎯⎯→(2)s0FsE()v

3、电子亲和势χ=E−E⎯⎯→30cContactbetweenMetalandSemiconductorandBandDiagram半导体导带底的电子逸出体外所需的最小能量⎯⎯→χE0又E=E−EχncFWs所以W=E−EEs0FcEnEFs=(E−E)+(E−E)0ccF=χ+EnContactbetweenMetalandSemiconductorandBandDiagram22、、接触电势差接触电势差E0χWsWmEEcnEFsEFmEv假设金属和n型半导体相接触且W>WmsContactbetweenMetalandSemicond

4、uctorandBandDiagram接触势垒：接触势垒：WWmm--WWss==--qq（（VVmsms+V+Vss））≌-qVmsW−Wms故接触电势差V=−msqContactbetweenMetalandSemiconductorandBandDiagram导带底电子向金属运动时必须越过的导带底电子向金属运动时必须越过的势垒的高度：势垒的高度：qVqVD=W=Wm--WWs（（11））金属一边的电子运动到半导体一边也需要金属一边的电子运动到半导体一边也需要越过的势垒高度：越过的势垒高度：qφ=W−χ⎯⎯→(2)mmqφqVDEmc

5、EFEvContactbetweenMetalandSemiconductorandBandDiagram33、阻挡层与反阻挡层、阻挡层与反阻挡层()1金属−n型半导体接触⎧(a)电子阻挡层⇐W>W时ms⎨()b电子反阻挡层⇐WW时ms⎨()b空穴阻挡层⇐WW时ms⎨()b电子反阻挡层⇐W

6、时⎩msContactbetweenMetalandSemiconductorandBandDiagram（（aa））WWmm>W>Wss电子阻挡层电子阻挡层::E0WsχWmEcEFsEFmEvContactbetweenMetalandSemiconductorandBandDiagramEFSEFContactbetweenMetalandSemiconductorandBandDiagramqφmqVDEcEFEvxD金属一边的势垒半导体一边的势垒qφ=W−χqV=W−WmmDmsContactbetweenMetalandSem

7、iconductorandBandDiagram（（bb））WWmmW时ms⎨()b空穴阻挡层⇐W

8、conductorandBandDiagram（（11））WWss>W>Wmm空穴阻挡层空穴阻挡层::E0WmχEFmEcWsEFsEvContactbetweenMetalandSemico