半导体物理 第七章(新).ppt

《半导体物理 第七章(新).ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、7.1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第七章金属和半导体的接触本章重点:势垒模型,整流理论的概念欧姆接触的性质及特点主要内容:27.1金属半导体接触及其能级图.金属和半导体的功函数.接触电势差三.表面态对接触势垒的影响3一.金属和半导体的功函数EcEvWmWsEFmEFsE0En二、接触电势差接触前E0EvWsWmEFmEFs接触后qVDEFEFEvEcxD接触势垒Wm-Ws=-q（Vms+Vs）导带底电子向金属运动时必须越过的势垒的高度：qVD=Wm-Ws（1）金属一边的电子

2、运动到半导体一边也需要越过的势垒高度：EcqVDEFEv3、阻挡层与反阻挡层（1）金属-n型半导体接触（a）Wm>Ws电子阻挡层:金属一边的势垒半导体一边的势垒（b）WmWm空穴阻挡层:EFmEFsWsWmEvEcE0接触后：xDEFEvEcqVD=Ws-Wm（2）Wm>Ws空穴反穴阻挡层:EFmWsWmEFsEvEcE0xDEcEFEv3、表面态对接触势垒的影响表面态：局域在表面附近的新电子态。表面能级：与表面态相应的能级称为表面能级。WmEF

3、mE0WsEcEF0Wl表面能级EFS0EvA、接触前，半导体体内与表面电子态交换电子后能带弯曲量qVD=EF0-EFs0与金属的性能无关半导体的功函数则变为：EFmWlqVDEnqVDEFsWmWlE0EvEFEcB、金属与半导体接触后实际中，EFs0常位于Ev以上1/3Eg处，所以qVDEc（0）EcEv7.2金属半导体接触整流理论阻挡层的整流特性整流理论镜像力和隧道效应的影响肖特基势垒二极管17一、阻挡层的整流特性——外加电压对阻挡层的作用qVD=-q(Vs)0xd加上正向电压(金属一边为正)时：qVD1=q[VD-V]q

4、VxdqVD1=q[VD-V]qVEFVxdEF加上反向电压（金属一边为负）时：qVD1=q[VD-V]q（-V）xdEFqVD1=q[VD-V]xd/V/q（-V）EF二、整流理论（1）扩散理论xd》In时，电子通过势垒区将发生多次碰撞。（In：电子的平均自由程）势垒高度qVD》k0T时，势垒区内的载流子浓度～0耗尽区（加上外加电压在金属上）这种势垒宽度随外加电压的变化而变化的势垒就是Schottky势垒。积分xd《ln时，电子通过势垒区的碰撞可以忽略。当电子动能>势垒顶部时，电子可以自由越过势垒进入另一边热电子发射假设qVD

5、》k0T（2）热电子发射理论(a)Jsm时：（b）Jms（c）总电流密度JA镜象力的影响：（3）镜像力和隧道效应的影响（1）镜象力——感应电荷对电子产生库仑吸引力对于金-半接触势垒中的电子，附加势能为：取势能零点在EFm处，考虑附加势能后，电子的有效势能为：当电子所受到的电场力=镜像力时，有Vmax=V（xm）（2）隧道电流的影响:（a）隧道效应决定隧道穿透几率的两个因素：（1）势垒高度（2）隧道厚度（1）势垒高度（2）隧道厚度隧道穿透的临界厚度为xc，当半导体一边的势垒厚度x

6、I∽V（b1）金属-n型半导体欧姆接触重掺杂阻挡层（b2）金属-p型半导体欧姆接触反阻挡层7.3少数载流子的注入和欧姆接触一.少数载流子的注入二.欧姆接触474、少子的注入：