版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
金屬半導體接面金屬半導體接面之前所提之pn接面為相同材料,只是摻雜種類不同的半導體相接。金屬半導體接面:可分為有整流作用的蕭特基位障(Schottkybarrier)以及非整流特性的歐姆接面(Ohmiccontact)。能帶關係(以n型半導體為例,假設
m>
s)功函數電子親和力相接時費米能階要相等,而且真空能階要連續。以金屬與n型半導體為例:電子由半導體流向金屬,半導體區留下正的施體離子,形成空乏區。真空能階:參考能階。m:金屬的功函數。s:半導體的功函數。:半導體的電子親和力能帶關係(假設
m>
s)從金屬層往半導體看之位障為:Bn又稱為蕭特基位障從半導體層往金屬看之位障為Vbi由圖可看出,Vbi
=Bn
-
Vn能帶關係(續)順向偏壓下,由金屬
至半導體之位障不變,但是由半導體至金屬
的位障減少;反之,逆向偏壓下,由金屬
至半導體之位障不變,但是由半導體至金屬
的位障增加。熱平衡狀態順向偏壓逆向偏壓(+)(-)(-)(+)蕭特基接面分析利用電荷分佈關係(對x積分),可求得電場分佈:其中順向為正,逆向為負可再求得內建電位之關係:接面電容空乏區之空間電荷面密度為:單位面積空乏區電容為:整理可得接面電容(續)以1/c2對偏壓作圖,為一斜直線,由斜率可求得摻雜濃度:另由截距可求出Vbi能帶關係(續)對金屬與p型半導體接面而言,蕭特基位障為:實際之位障與理想公式預測略有不同,主要因為實際之半導體有表面態階,會影響位障高度。一般說來,對矽與砷化鎵而言,BpBn的預測比實際低;的預測比實際高。界面態階對位障之影響假設金屬與半導體接面中間有一層很薄的氧化層,電子仍能穿透。:因界面氧化層產生的位能差假設在
0(表面電位)以上之界面態階為施體態階(即填有電子時為中性,空的時候帶有正電荷),以下為受體態階(即空的態階為中性,填滿電子時帶有負電荷)。donor
statesacceptor
states界面態階對位障之影響(續)情況二:
Dit
0,可得…….理想表示式假設界面態階界面態階密度為定值,為Dit(states/cm2-eV):考慮兩個特殊狀況:情況一:Dit
,可得此時之位障只與能隙、表面電位有關,與金屬功函數、半導體的電子親和力無關。而費米能階變成在表面電位處,好像被釘住。Dit無法精確預測,故蕭特基位障高需由實驗決定。7.1.2
The
Schottky
Barrier電流電壓關係主要由於多數載子,和pn接面不同。主要傳導機構為熱離子發射—半導體中之電子越過位障而達到金屬。熱平衡狀態下,由金屬流向半導體的電子電流和由半導體流向金屬的電子電流相等,故淨電流為零。電流電壓關係(續)順向偏壓下,由金屬流向半導體的電子電流不變,但是由半導體流向金屬的電子電流因位障降低而增加,故有淨電流。逆向偏壓下,由金屬流向半導體的電子電流不變,但是由半導體流向金屬的電子電流因位障增加而降低,只剩少許淨電流。電流電壓關係(續)熱平衡狀態下,電子濃度為::表面之Ec與EF的距離電子電流正比於表面電子濃度故順向偏壓下,電子濃度為故順向偏壓下的淨電流為:此式逆向偏壓也可使用,將VF改為-VR即可。電流電壓關係(續)其中A*稱為有效Richardson常數(A/K2-cm2),與有效質量有關,因為可產
生熱離子放射的電子濃度在計算時會用到gc(E)(傳導帶狀態密度),故與m*有關。其中飽和電流密度(順向偏壓時為正逆向偏壓時為負)n型矽為110,p型矽為32;
n型砷化鎵為8,p型砷化鎵為74。熱離子發射下,電子淨電流可表示為電流電壓關係(續)主要因半導體的有效質量不同所造成少數載子會由金屬注入,產生的電流為:與p+n接面的擴散電流相同其中在正常操作下少數載子的貢獻遠小於多數載子所貢獻的電流。(這稱為單極性元件)蕭特基接面二極體與pn二極體的比較電流產生機制不同:蕭特基接面二極體為多數載子熱離子放射pn接面二極體為少數載子擴散結果:蕭特基接面二極體的飽和電流Js要大得多,起使電壓也較大。頻率響應不同:蕭特基接面二極體為多數載子元
件,在順向偏壓下沒有擴散電容,在逆向偏壓下,也沒有少數載子
儲存電荷需要移除,所以切換速
度快,適用於高頻元件。7.1.3
The
Ohmic
Contact歐姆接面此種金屬半導體接面雙向皆可導通,且其接觸電阻遠小於半導體的串聯電阻,當電流通過時,其壓降可忽略。有兩種方式可形成:半導體為低濃度摻雜時………以n型半導體為例,使用
m
<的金屬材料;以p型半導體為s例,使用
m
>
s的金屬材料,降低位障。半導體為高濃度摻雜時………減少位障寬度,產生穿透效應。EF更靠近Ec,電子濃度更增加。小大歐姆接面的能帶圖(m<
s
)金屬與p型半導體相接(
m
>
s
)EF更靠近Ev,電洞濃度更增加。++金屬接正:電子像溜滑梯由半導體流向金屬。半導體接
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 《客房服务与管理》课程标准课程内容与要求
- 行吊安全操作培训内容
- 现在进行时练习题含答案及解析
- 2021-2022学年人教版数学四年级上册4.4单价、数量以及总价之间的关系及应用D卷
- 2024-2025学年高中物理第三章磁场2磁感应强度课时作业含解析新人教版选修3-1
- 骨质疏松性胸腰椎压缩骨折治疗总结
- 2024-2025学年高中英语Module4ASocialSurvey-MyNeighbourhoodSectionⅡLearningaboutLanguage课时分层作业含解析外研版必修1
- 2024-2025学年高中数学第一章计数原理1.3第2课时组合的应用学案含解析北师大版选修2-3
- 2024-2025学年高中物理第六章万有引力与航天6经典力学的局限性3教案新人教版必修2
- 工作报告之财政一事一议申请报告
- 能源中国学习通超星期末考试答案章节答案2024年
- 2024广东省云浮市郁南县财政局工程造价类专业人员招聘4人高频难、易错点500题模拟试题附带答案详解
- 军队文职考试《公共科目》试题及答案指导(2024年)
- 山东省青岛市2023-2024学年七年级上学期期末考试数学试题(含答案)
- 2024下半年江苏苏州城市学院招聘管理岗位工作人员27人历年高频难、易错点500题模拟试题附带答案详解
- 小学心理健康课教案分享-《身体“红绿灯”》
- 2022年信息科技课程新课标义务教育信息科技课程标准2022版解读课件
- 小学生防火安全教育课件
- 口语交际:商量(教学设计)2023-2024学年统编版语文二年级上册
- 乡土嵌合:农村社会工作的实践面向与行动路径
- 2024年大学生信息素养大赛(省赛)考试题库(含答案)
评论
0/150
提交评论