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金属半导体结 4.1肖特基势垒 4.2表面态对势垒高度的影响 4.3镜像力对势垒高度的影响 4.4肖特基势垒二极管 4.1 肖特基势垒 金属和半导体接触： 金属和半导体接触形成的结称为金属—半导体结 整流效应：高阻、单向导电——整流结 欧姆效应：低阻、欧姆特性——欧姆结 金属与N型半导体 金属与P型半导体 WmWS 整流效应 欧姆效应 WmWS 欧姆效应 整流效应 E0表示真空中静止电子的能量 金属功函数：Wm Wm=E0 －（EF）m 一个起始能量等于费米能级的电子，由金属内部逸出到真空所需要 的最小能量。功函数的大小标志着电子在金属中束缚的强弱。 半导体功函数：WS=E0－（EF）S 4.1.3 加偏压的肖特基势垒 金属与n型半导体 WmWs 金属与P型WmWs 金属与p型接触（WmWs） 4.2 表面态对势垒高度的影响 表面态的位置： 表面态位于禁带中，大多数半导体的表面能级位于离开价带顶Eg/3附近出。 4.4 肖特基势垒二极管 利用金属和半导体整流接触特性制成的二极管。 肖特基势垒二极管结构：　 点接触型：把须状的金属触针压在半导体晶体上形成的 面结合型：在高真空下向半导体表面蒸镀大面积的金属薄膜 面结合型管性能要优于点接触管： 点接触管表面不易清洁，针点压力会造成半导体表面畸变，其接触势垒不是理想的肖特基势垒，受到机械震动时还会产生颤抖噪声。面结合型管金半接触界面比较平整，不暴露而较易清洁，其接触势垒几乎是理想的肖特基势垒。 不同的点接触管在生产时压接压力不同，使得肖特基结的直径不同，因此性能一致性差，可靠性也差。面结合型管采用平面工艺，因此性能稳定，一致性好，不易损坏。 谢谢！ * 金属和半导体接触： 金属和半导体接触形成的结称为金属—半导体结 整流效应：高阻、单向导电——整流结 欧姆效应：低阻、欧姆特性——欧姆结 金属与N型半导体 金属与P型半导体 WmWS 整流效应 欧姆效应 WmWS 欧姆效应 整流效应 Wm E0 （EF）m 4.1.1 金属和半导体的功函数 EV (EF)S En χ Ws EC E0 电子亲和势：半导体导带底的电子逸出体外所需的最小能量。 半导体的电子亲和势是一个定值，但是费米能级却随着杂质的掺杂浓度变化，因此掺杂浓度对半导体功函数有很大影响。 大部分金属和半导体的功函数都约为几个电子伏特。 4.1.2 金属和n型半导体接触能带图(WmWs) Wm (EF)m E0 － － － － (EF)S EC EV En χ Ws － － 理想情况下的金属半导体接触: (EF)S(EF)M 半导体中的电子将向金属流动 在金属表面积累了负电荷，半导体表面带正电荷 形成由半导体指向金属的电场 EF q VMS EV En χ Ws EC D Wm VMS：接触电势差 EC q VD qфns EF q VMS EV En χ Wm 随着间隙的减小，金属表面的负电荷密度增加，同时，靠近金属一侧的半导体表面的正电荷密度也随着增加。 由于半导体自由电荷密度的限制，空间电荷层变宽。 同时降落在间隙中的电势差VMS减小。 肖特基势垒:从金属流向半导体的电子，需要跨过的势垒。 对于不同的金属其功函数不同，所以金属与半导体接触形成的肖特基势垒的高度是不同的。 VD =（Wm-Ws）/q qфns =Wm- χ q VD qфns EC EF EV En E0 χ VD 正向偏压：金属相对于半导体加以正电压。 由于金属一侧的电荷层很薄，能级基本上没发生弯曲，即肖特基势垒没发生变化。 金属半导体之间的电势差减少了V ，半导体中的电子能级相对于金属上移了qV。 半导体中的电子更容易向金属渡越，可以流过更大的电流。 q VD q（VD —V） W 加反向偏压的肖特基势垒 反向偏压：金属相对于半导体加负电压。 肖特基势垒仍保持不变。 但半导体中电子向金属渡越的势垒增加，电子难于向金属渡越，流过的电流很小。 肖特基势垒的导电特性：单向导电性——整流特性 EF EF EC EV q VD q (VD+V) E