半导体物理器件 Chapter.ppt

引言 引言 引言 4.1肖特基势垒 4.1肖特基势垒 4.1肖特基势垒 4.1肖特基势垒 4.1肖特基势垒 4.1肖特基势垒 4.1肖特基势垒 4.2界面态对势垒高度的影响 4.2界面态对势垒高度的影响 4.2界面态对势垒高度的影响 4.2界面态对势垒高度的影响 4.3镜像力对势垒高度的影响 4.3镜像力对势垒高度的影响 4.3镜像力对势垒高度的影响 4.3镜像力对势垒高度的影响 4.3镜像力对势垒高度的影响 4.3镜像力对势垒高度的影响 4.3镜像力对势垒高度的影响 4.4肖特基势垒二极管的电流-电压特性 4.4肖特基势垒二极管的电流-电压特性 4.4肖特基势垒二极管的电流-电压特性 4.4肖特基势垒二极管的电流-电压特性 4.4肖特基势垒二极管的电流-电压特性 4.4肖特基势垒二极管的电流-电压特性 4.4肖特基势垒二极管的电流-电压特性 4.4肖特基势垒二极管的电流-电压特性 4.4肖特基势垒二极管的电流-电压特性 4.4肖特基势垒二极管的电流-电压特性 4.4肖特基势垒二极管的电流-电压特性 4.4肖特基势垒二极管的电流-电压特性 4.4肖特基势垒二极管的电流-电压特性 4.4肖特基势垒二极管的电流-电压特性 4.5肖特基势垒二极管的结构 4.6 金属-绝缘体-半导体肖特基二极管 4.6 金属-绝缘体-半导体肖特基二极管 4.7肖特基势垒二极管和P-N结二极管之间的比较 4.7肖特基势垒二极管和P-N结二极管之间的比较 4.7肖特基势垒二极管和P-N结二极管之间的比较 4.8肖特基势垒二极管的应用 4.8肖特基势垒二极管的应用 4.8肖特基势垒二极管的应用 4.8肖特基势垒二极管的应用 4.8肖特基势垒二极管的应用 4.9 欧姆接触：非整流的M－S结 4.9 欧姆接触：非整流的M－S结 4.9 欧姆接触：非整流的M－S结 4.9 欧姆接触：非整流的M－S结 4.9 欧姆接触：非整流的M－S结 二、电流－电压特性(理查森－杜师曼（Richardson-dushman）方程) 图4.7 和 肖特基二极管正向电流密度与电压的对应关系 二、电流－电压特性(理查森－杜师曼（Richardson-dushman）方程) 使正向I-V曲线延伸至 ，可以求出参数 ，可以用它和（4-28）式一起来求出势垒高度。理想化因子对于Si二极管得到 ，GaAs二极管 。可见（4-27）式较好地适用于Si、Ge和GaAs等常用半导体材料作成的肖特基势垒。 以上分析说明，肖特基势垒电流基本上是由多子传导的，是一种多子器件。值得指出的是，根据式（4-28），反向电流应为常数，这与实验数据出现偏差。其原因之一是4.3 节中所指出的镜像力作用。把 换成 ，则饱和电流改为 三、少数载流子电流 空穴从金属注入到半导体中形成电流。这个电流实际上是半导体价带顶附近的电子流向金属费米能级以下的空状态而形成的。 （4-34） （4-35） 其中 在像硅这样的共价键半导体中 要比 小的多，结果是热离子发射电流通常远远大于少数载流子电流 例：一个肖特基势垒二极管， ，计算势垒高度和耗尽层宽度。比较多数载流子电流和少数载流子电流，假设 解： 由图4-7求得 。 由方程（4-28） 于是 例：一个肖特基势垒二极管， ，计算势垒高度和耗尽层宽度。比较多数载流子电流和少数载流子电流，假设 解： 时，耗尽层宽度为 设 ，则 因此： ● 学习要求 掌握概念：表面势、热电子、热载流子二极管、里查森常数、有效里查森常数 导出表面空间电荷区内载流子浓度表达式和半导体表面载流子浓度表达式：（4-17）、（4-18）、（4-19）、（4-20） 理解电流－电压特性〔李查德－杜师曼（Richardson-dushman）方程〕（4-31）、（4-32） 结合例题，比较少子空穴电流与多子电流。 图4-8 实用的肖特基二极管结构： （a）简单接触，（b）采用金属搭接，（C）采用保护环二极管。 一、基本结构 在实际情况中，当金属接触被蒸发到化学制备的Si表面上时，在金属和半导体之间的界面上总有一层氧化层。氧化层很薄，一般为 图4-9 MIS结构的能带图 二、MIS肖特基二极管 在热平衡时，有一个电位降跨越在氧化层上使得势垒高度被改变。在MIS肖特基二极管中，传导电流是由载流子隧道穿透氧化层所形成的： －从导带边缘算起的平均势垒高度，以电子伏特为单位。 －氧化层厚度，以埃为单位。 的乘积无量纲 在一般情况下，若外加电压不变，