2022-2023学年高二物理竞赛课件：金属半导体接触

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金属半导体接触

金－n型半接触，Wm>Ws

时，在半导体表面形成一个高阻区域，叫阻挡层有外加V时，表面势为(Vs)0＋V无外加V时，表面势为(Vs)0电子势垒高度为V

与(Vs)0

同符号时，阻挡层势垒提高V

与(Vs)0

反符号时，阻挡层势垒下降金和半接触时,当半导体的表面态密度很高时

电子从半导体流向金属这些电子由受主表面态提供平衡时，费米能级达同一水平Wm(EF)sECqVDWm-Ws(b)紧密接触空间电荷区的正电荷＝表面受主态上的负电荷＋金属表面负电荷表面受主态密度很高的n型半导体与金属接触能带图(c)极限情形(EF)sECq

ns半导体的势垒高度

半导体内的表面势垒qVD

在接触前后不变因表面态密度很高，表面态中跑掉部分电子后，表面能级q

的位置基本不变势垒高度金属和p型半导体接触时情形类似

金－半接触的的势垒高度与金属的功函数无关

只取决于表面能级的位置当表面态起主要作用时表面态密度不同，紧密接触时，接触电势差有一部分要降落在半导体表面以内，金属功函数对表面势垒将产生不同程度的影响，但影响不大。但是外加电压对n型阻挡层的影响(a)V=0q

nsqVD=－q(Vs)0外加电压对n型阻挡层的影响(b)V>0q

nsqV－q[(Vs)0+V]金属正，半导体负从半到金的电子数目增加，形成从金到半的正向电流，此电流由多子构成V,势垒下降越多，正向电流越大因Vs<0(c)V<0金属负，半导体正-qVq

ns－q[(Vs)0+V]从半到金的电子数目减少，金到半的电子流占优势形成从半到金的反向电流金属中的电子要越过很高的势垒q

ns，所以反向电流很小q

ns不随V变，所以从金到半的电子流恒定。V,反向电流饱和阻挡层具有整流作用对p型阻挡层V<0,金属负偏，形成从半向金的正向电流V>0,金属正偏，形成反向电流1.厚阻挡层的扩散理论

对n型阻挡层，当势垒的宽度比电子的平均自由程大得多时，电子通过势垒区要发生多次碰撞。当势垒高度远大于kT

时，势垒区可近似为一个耗尽层。厚阻挡层须同时考虑漂移和扩散0xdxq

nsEF00VEn=q

耗尽层中，载流子极少，杂质全电离，空间电荷完全由电

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