第8章_1_清华大学半导体物理与器件.pdf

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第8章_1_清华大学半导体物理与器件

金属- 半导体接触 半导体异质结 • 金属-半导体整流接触的I-V特性 • 欧姆接触 • 半导体异质结 1 §8.1 金属-半导体接触 形成:平面(薄膜)型——蒸发、溅射、CVD等; 针尖接触型——例如钨针接触Si片。 类型: 肖特基接触——具有类似pn结的单向电导性; 欧姆接触——线性I- V 特性,很低的电阻。 2 功函数 电子亲和能 真空能级E0 ——真空中静止电子的能量。 金属功函数W : W = E −E m m 0 Fm 例如W = 4.2∼4.3eV ,W ≈4.8eV。 Al Au 半导体的电子亲和能χ : χ= E −E ,例如χ = 4.05eV 0 C Si 半导体功函数W : W = E −E S S 0 FS 例如N = 1014cm−3 的n型Si,W = 4.38eV; D S N = 1016cm−3 的n型Si,W = 4.26eV等,见表8.1。 D S 3 8.1.1 金属-半导体接触势垒 首先考虑理想情形,即半导体表面不存在表面态。 金属和n型半导体接触,且W W m s 接触前(分立)的金属和半导体的能带图。 qφ W −χ m m 金属和半导体相互靠近形成金属-半导体接触。 4 金属和半导体的EF 不相等,电子由半导体流向金属; Qm0 ,在x=0薄层;Qsc0 ,空间电荷层厚度xD ; 电场指向金属,阻止电子进一步流向金属; 半导体电位相对于金属↑。半导体内部E 、E 连同E 一 C V F 起下降,表面能带弯曲。 最终达到热平衡,统一的EF 。忽略过渡层,接触电位差 V 降在半导体一侧x 内,V 补偿接触前E 与E 之差 ms D ms Fm F 5 结两边的电子要进入到对方,都要面对势垒。(pn结) 半导体中电子面对的势垒q

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