基本要求: 掌握金属和半导体功函数的定义,这是讨
论接触电势差的基础;理解形成接触电势 差的过程,掌握肖特基势垒模型.
理解巴丁模型即表面态对接触势垒的影响 以及阻挡层与反阻挡层(高电导)的概念.
即由于表面态的影响,也可能产生与表 (7-2)相反的情况。
§7.2 金属半导体接触整流理论(阻挡层的 整流理论)
若金属的功函数小于半导体的功函数,则金 属与n型半导体接触时,电子将从金属流向半 导体,在半导体表面形成负的空间电荷区。 其中电场方向由表面指向体内,表面势大于 零,能带向下弯曲。这里电子浓度比体内大 的多,因而是一个高电导的区域,称之为反 阻挡层。
反阻挡层是很薄的高电导区,它对半导体和 金属接触电阻的影响是很小的。所以反阻挡 层与阻挡层不同,在平常的实验中观察不到 它的存在(P181,图7-6,表7-2)。
(Vs)0+V 电子势垒为:-q[(Vs)0+V]
a>.当正偏,V>0,与(Vs)0异号反向,阻挡层势垒 降低为-q[(Vs)0+V],图7-10,(b),则使电子从n型 半导体向金属一边流动,形成从金属向半导体 的正向电流I. I主要由n型半导体中多子构成.
b>.当反偏,V<0,与(Vs)0同号同向,阻挡层势垒 升高为-q[(Vs)0+V],图7-10,(c),则使电子从金属 向n型半导体一边流动,形成从半导体向金属 的反向电流I’. 但由于金属势垒qns很高,电子 要脱离金属到达半导体很不易,故I’很小,类似 与p-n结的整流特性,正向导通,反向截止.
当半导体表面态密度很高时(图7-8), 它可屏蔽金属接触的影响,使半导体内 的势垒高度和金属的功函数几乎无关, 而基本上由半导体的表面性质所决定 (表面态的定扎现象Pinned,P182)。