7 金屬和半導體接觸

2021-10-01 20:03:32 字數 1347 閱讀 6842

功函式:金屬的功函式石真空中靜止電子的能量和費公尺能級的差值。功函式的大小標誌著電子在金屬中束縛的強弱。

半導體的功函式:同金屬

但是半導體存在電子親和能。導帶底和真空能級的差值。

接觸電勢差:真空中的能級e0是相同的,費公尺能級是相同的,所以需要有能帶彎曲,功函式小的那個能帶向下彎曲,功函式大的能帶向上彎曲。

對於n型半導體而言,能將電子匯出的接觸是形成反阻擋層的,也就是說能帶要向下彎曲,否則形成阻擋層。

對於p型半導體而言,能將空穴匯出的接觸是反阻擋層,也就是能帶向上彎曲。

接觸電勢差: 說明白金屬一側的勢壘高度是wm-x

半導體一側的勢壘高度是wm-ws

按照劇本,勢壘高度應該和金屬功函式線性變化,事實並非如此,因為有表面態的影響。

表面態:表面晶格不完整而吸附外來原子或離子,他是局域在表面附近的新電子態。 表面態中效能級qfai0.

一般表面態在半導體表面禁帶中分布,表面處存在乙個距離價帶頂為qfai0的能級,電子正好填滿qfai0以下的所有表面態時候,表面呈電中性。qfai0以下的表面態空著的時候,表面帶正電,呈現施主型,qfai0以上的表面態填充時候,表面帶負電,呈現受主型。對於大多數半導體而言,qfai0約為禁帶寬度的1/3.

施主型表面態:qfai0在費公尺能級之上

受主型表面態:qfai0在費公尺能級之下

有高密度受主表面態()10^17)的半導體與金屬接觸形成勢壘的時候,滿足金屬電荷+半導體電荷+表面態電荷=0,當金屬功函式大於半導體功函式的時候,電子從受主表面態流向金屬,半導體能帶彎曲不變。表面態遮蔽了金屬對半導體能帶彎曲的影響,勢壘高度和金屬功函式無關了,稱為表面態密度釘扎,稱為巴丁模型。

整流理論:

以金屬和n 型半導體接觸為例:

不加電壓的情況下,半導體一側勢壘高度為-qvs。當金屬上施加電壓v的時候,由於阻擋層是乙個高阻區域,因此電壓主要降低在阻擋層上,所以半導體內勢壘高度變成-q(vs+v)。當兩個電壓符號相同的時候,勢壘高度增大,否則減小。

表面勢vs=(ws-wm)/q。此時表面勢<0.

分析靜電流的時候是考慮金屬流向半導體中的電流不變,而半導體流向金屬的電流變化了,所以總電流變化了。

還可以考慮乙個問題是考慮場和內建電場的方向相同還是相反。

對於空穴而言,表面勢》0.

第一類:擴散理論,勢壘層很厚,電子會發生多次碰撞。

第二類:熱電子發射理論:能量足夠高的時候只要能夠越過勢壘,依賴於溫度,與外加電壓無關。反向飽和電流。適用於勢壘層薄,電子平均自由程遠大於勢壘層寬度。

考慮映象力: 沒有映象力的電勢能是從泊松方程接出來的。

映象力引起勢壘降低隨反向電壓增加而緩慢增加。反向電壓比較高的時候,映象力才比較明顯。

怎麼形成歐姆接觸:這個你已經會了 就是重摻雜造成隧穿。

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