半导体物理学Chapter7

1、 QUST 半导体物理半导体物理基础半导体物理基础第七章第七章9.1 金半接触的能带图9.2 金半接触的整流输运理论9.3 少子注入和欧姆接触 QUST 半导体物理半导体物理基础半导体物理基础第七章第七章9.1 金半接触的能带图9.1.1 功函数和半导体电子亲合能金属功函数：金属功函数：真空能级与金属费米能级之差真空能级与金属费米能级之差电子亲和能电子亲和能：真空能级与导带：真空能级与导带底之差底之差E0：真空能级真空能级 真空中静止电子的能量真空中静止电子的能量EnscFnWEEE半导体功函数：半导体功函数：金属与半导体接触？金属与半导体接触？ QUST 半导体物理半导体物理基础半导体物理基

2、础第七章第七章9.1.2 接触电势差接触电势差D 1（Wm Ws）肖特基势垒肖特基势垒D 0D接触电势差接触电势差表面势：半导体表表面势：半导体表面和体内的电势差面和体内的电势差电子阻挡层电子阻挡层电子反阻挡层电子反阻挡层空穴反阻挡层空穴反阻挡层空穴阻挡层空穴阻挡层D = 0sDnmsnmqqVEWWEW QUST 半导体物理半导体物理基础半导体物理基础第七章第七章9.1.3 表面态对接触势垒的影响表面态对接触势垒的影响施主表面态、受主表面态施主表面态、受主表面态高表面态钉扎高表面态钉扎接触前接触前接触电势差完接触电势差完全落在间隙上全落在间隙上紧密接触紧密接触极限情况极限情况sDnmsnmq

3、qVEWWEWDF0gn0qVEqEEq QUST 半导体物理半导体物理基础半导体物理基础9.2.2 势垒区的电势分布势垒区的电势分布n型半导体型半导体泊松方程泊松方程9.2 金半接触的整流输运理论金半接触的整流输运理论阻挡层：高阻，整流反阻挡层：低阻，欧姆整流整流欧姆欧姆欧姆欧姆整流整流9.2.1 整流整流 作用作用 QUST 半导体物理半导体物理基础半导体物理基础第七章第七章* 肖特基接触的势垒电容肖特基接触的势垒电容施加反向偏压施加反向偏压V时时平行板电容平行板电容与单边突变与单边突变p-n结相同结相同 QUST 半导体物理半导体物理基础半导体物理基础第七章第七章9.2.3 扩散理论扩散

4、理论适用于势垒宽度适用于势垒宽度电子平均自由程电子平均自由程 ，即，即 ln kT,被积指数函数随x急剧减小。主要取决于x=0附近的电势值 QUST 半导体物理半导体物理基础半导体物理基础第七章第七章平衡态近似平衡态近似积分积分 QUST 半导体物理半导体物理基础半导体物理基础第七章第七章适用于势垒宽度适用于势垒宽度电子平均自由程电子平均自由程JSD QUST 半导体物理半导体物理基础半导体物理基础第七章第七章9.2.4 热电子发射理论热电子发射理论适用于势垒宽度适用于势垒宽度 d单位体积中，单位体积中，v-v+dv范围内的电子数范围内的电子数3 2*1 223002expexp2ncFccm

5、EEEEdnEEdEk Tk T单位体积中，单位体积中，E-E+dE范围内的电子数范围内的电子数3 2*220004exp22nnmmdnndk Tk T*212cnEEm00expccEEnNk T QUST 半导体物理半导体物理基础半导体物理基础第七章第七章单位体积，速度空间电子的分布单位体积，速度空间电子的分布实空间单位面积，单位时间，速度实空间单位面积，单位时间，速度vx(0)的电子都可以到达金半界面，其数目为的电子都可以到达金半界面，其数目为可以越过势垒电可以越过势垒电子的能量要求子的能量要求vx 积分限积分限: vx0 +vy 积分限积分限: - +电流密度电流密度vz 积分限积分

6、限: - + QUST 半导体物理半导体物理基础半导体物理基础第七章第七章vx : vx0 +；vy : - +；vz : - +半导体到金属的电子流半导体到金属的电子流依赖于电压依赖于电压 QUST 半导体物理半导体物理基础半导体物理基础第七章第七章金属到半导体的电子流基本不依赖于电压金属到半导体的电子流基本不依赖于电压Jms ：常数：常数V = 0, J =0 QUST 半导体物理半导体物理基础半导体物理基础第七章第七章9.2.5镜像力影响镜像力影响电子总电势能电子总电势能由此，镜像力所引起的势垒降低量随反向电压的增加而缓慢的增大，当反向电由此，镜像力所引起的势垒降低量随反向电压的增加而缓

7、慢的增大，当反向电压很高时，势垒的降低变得明显，镜像力的影响才显得重要。压很高时，势垒的降低变得明显，镜像力的影响才显得重要。 QUST 半导体物理半导体物理基础半导体物理基础第七章第七章9.2.6 隧道效应影响隧道效应影响临界厚度临界厚度xcxc 0 (正偏正偏) 空穴扩散主导空穴扩散主导x = d少子注入比少子注入比 QUST 半导体物理半导体物理基础半导体物理基础第七章第七章9.3.2 欧姆接触欧姆接触金属重掺杂半导体接触金属重掺杂半导体接触ND = 1019 cm-3 d 102 电子隧穿通过势垒区电子隧穿通过势垒区ND1 QUST 半导体物理半导体物理基础半导体物理基础第七章第七章1 线性线性 I-V, 正反向对称正反向对称2 重掺杂接触电阻很小重掺杂接触电阻很小1*20122expDcnrDVRmN QUST 半导体物理半导体物理基础半导体物理基础人有了知识，就会具备各种分析能力，人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说古人说“书中自有黄金屋。书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣