半导体物理专题6——金属和半导体接触.pdf

半导体物理专题6 金属和半导体接触 --邹雪城 教授 ESTXCZOU@HUST.EDU.CN 华中科技大学光学与电子信息学院 1 金属功函数Wm 回顾：金属中电子的能级 费米能级EF 费米分布 势阱 电子被困在金属内部，而不能溢出体外，即电子的能级低于体外能级 金属内的电子是在一个势阱中运动，需要达到能量E (真空中静止电子的能量) ，才能溢出 0 金属功函数Wm 费米能级电子溢出金属所需要的最小能量 Wm越大，电子越不容易离开金属 Wm  E0 (EF )m 华中科技大学光学与电子信息学院 2 金属功函数Wm 清洁表面的金属功函数 华中科技大学光学与电子信息学院 3 半导体功函数Ws 半导体功函数Ws Ws  E0 (EF )s E 和半导体E 之差 0 F 与杂质浓度有关 电子亲和能  E0  Ec 导带底电子溢出体外所需的最小能量 华中科技大学光学与电子信息学院 4 接触电势差Vms （金属-n型 Wm Ws ） 假设：金属和n型半导体接触，且 Wm Ws 由于 W W m s 所以 (EF )s  (EF )m 接触后，电子从半导体流向金属！ 金属带负电，半导体带正电 因而半导体电势V ’将高于金属电势V s m 最终形成接触电势差: q(V V ) W W s m m s W W V V V s m    ms m s q 华中科技大学光学与电子信息学院 5 接触电势差Vms （金属-n型 Wm Ws ） 金属内的负电荷与半导体内的正电荷互相吸引， 随着金属半导体接触距离的减小，半导体内电子 逐渐在表面累积，并留下正电荷，形成内部电势 差，即表面势Vs 此时的V 和表面势V 共同组成金属和半导体内 ms s 部的电势差，等于 W W m s V V ms s q 华中科技大学光学与电子信息学院 6 接触电势差Vms （金属-n型 Wm Ws ） 当金属和半导体的接触距离小到原子间距时，电 子即可以自由穿越，则Vms非常小；金属和半导 体电势差几乎全部由表面势V 组成，因而： s