半導體物理學Chapter7

1、 QUST 半導體物理半導體物理基礎半導體物理基礎第七章第七章9.1 金半接觸的能帶圖9.2 金半接觸的整流輸運理論9.3 少子注入和歐姆接觸 QUST 半導體物理半導體物理基礎半導體物理基礎第七章第七章9.1 金半接觸的能帶圖9.1.1 功函數和半導體電子親合能金屬功函數：金屬功函數：真空能級與金屬費米能級之差真空能級與金屬費米能級之差電子親和能電子親和能：真空能級與導帶：真空能級與導帶底之差底之差E0：真空能級真空能級 真空中靜止電子的能量真空中靜止電子的能量EnscFnWEEE半導體功函數：半導體功函數：金屬與半導體接觸？金屬與半導體接觸？ QUST 半導體物理半導體物理基礎半導體物理基

2、礎第七章第七章9.1.2 接觸電勢差接觸電勢差D 1（Wm Ws）肖特基勢壘肖特基勢壘D 0D接觸電勢差接觸電勢差表面勢：半導體表表面勢：半導體表面和體內的電勢差面和體內的電勢差電子阻擋層電子阻擋層電子反阻擋層電子反阻擋層空穴反阻擋層空穴反阻擋層空穴阻擋層空穴阻擋層D = 0sDnmsnmqqVEWWEW QUST 半導體物理半導體物理基礎半導體物理基礎第七章第七章9.1.3 表面態(tài)對接觸勢壘的影響表面態(tài)對接觸勢壘的影響施主表面態(tài)、受主表面態(tài)施主表面態(tài)、受主表面態(tài)高表面態(tài)釘扎高表面態(tài)釘扎接觸前接觸前接觸電勢差完接觸電勢差完全落在間隙上全落在間隙上緊密接觸緊密接觸極限情況極限情況sDnmsnmq

3、qVEWWEWDF0gn0qVEqEEq QUST 半導體物理半導體物理基礎半導體物理基礎9.2.2 勢壘區(qū)的電勢分布勢壘區(qū)的電勢分布n型半導體型半導體泊松方程泊松方程9.2 金半接觸的整流輸運理論金半接觸的整流輸運理論阻擋層：高阻，整流反阻擋層：低阻，歐姆整流整流歐姆歐姆歐姆歐姆整流整流9.2.1 整流整流 作用作用 QUST 半導體物理半導體物理基礎半導體物理基礎第七章第七章* 肖特基接觸的勢壘電容肖特基接觸的勢壘電容施加反向偏壓施加反向偏壓V時時平行板電容平行板電容與單邊突變與單邊突變p-n結相同結相同 QUST 半導體物理半導體物理基礎半導體物理基礎第七章第七章9.2.3 擴散理論擴散

4、理論適用于勢壘寬度適用于勢壘寬度電子平均自由程電子平均自由程 ，即，即 ln kT,被積指數函數隨x急劇減小。主要取決于x=0附近的電勢值 QUST 半導體物理半導體物理基礎半導體物理基礎第七章第七章平衡態(tài)近似平衡態(tài)近似積分積分 QUST 半導體物理半導體物理基礎半導體物理基礎第七章第七章適用于勢壘寬度適用于勢壘寬度電子平均自由程電子平均自由程JSD QUST 半導體物理半導體物理基礎半導體物理基礎第七章第七章9.2.4 熱電子發(fā)射理論熱電子發(fā)射理論適用于勢壘寬度適用于勢壘寬度 d單位體積中，單位體積中，v-v+dv范圍內的電子數范圍內的電子數3 2*1 223002expexp2ncFccm

5、EEEEdnEEdEk Tk T單位體積中，單位體積中，E-E+dE范圍內的電子數范圍內的電子數3 2*220004exp22nnmmdnndk Tk T*212cnEEm00expccEEnNk T QUST 半導體物理半導體物理基礎半導體物理基礎第七章第七章單位體積，速度空間電子的分布單位體積，速度空間電子的分布實空間單位面積，單位時間，速度實空間單位面積，單位時間，速度vx(0)的電子都可以到達金半界面，其數目為的電子都可以到達金半界面，其數目為可以越過勢壘電可以越過勢壘電子的能量要求子的能量要求vx 積分限積分限: vx0 +vy 積分限積分限: - +電流密度電流密度vz 積分限積分

6、限: - + QUST 半導體物理半導體物理基礎半導體物理基礎第七章第七章vx : vx0 +；vy : - +；vz : - +半導體到金屬的電子流半導體到金屬的電子流依賴于電壓依賴于電壓 QUST 半導體物理半導體物理基礎半導體物理基礎第七章第七章金屬到半導體的電子流基本不依賴于電壓金屬到半導體的電子流基本不依賴于電壓Jms ：常數：常數V = 0, J =0 QUST 半導體物理半導體物理基礎半導體物理基礎第七章第七章9.2.5鏡像力影響鏡像力影響電子總電勢能電子總電勢能由此，鏡像力所引起的勢壘降低量隨反向電壓的增加而緩慢的增大，當反向電由此，鏡像力所引起的勢壘降低量隨反向電壓的增加而緩

7、慢的增大，當反向電壓很高時，勢壘的降低變得明顯，鏡像力的影響才顯得重要。壓很高時，勢壘的降低變得明顯，鏡像力的影響才顯得重要。 QUST 半導體物理半導體物理基礎半導體物理基礎第七章第七章9.2.6 隧道效應影響隧道效應影響臨界厚度臨界厚度xcxc 0 (正偏正偏) 空穴擴散主導空穴擴散主導x = d少子注入比少子注入比 QUST 半導體物理半導體物理基礎半導體物理基礎第七章第七章9.3.2 歐姆接觸歐姆接觸金屬重摻雜半導體接觸金屬重摻雜半導體接觸ND = 1019 cm-3 d 102 電子隧穿通過勢壘區(qū)電子隧穿通過勢壘區(qū)ND1 QUST 半導體物理半導體物理基礎半導體物理基礎第七章第七章1 線性線性 I-V, 正反向對稱正反向對稱2 重摻雜接觸電阻很小重摻雜接觸電阻很小1*20122expDcnrDVRmN QUST 半導體物理半導體物理基礎半導體物理基礎人有了知識，就會具備各種分析能力，人有了知識，就會具備各種分析能力，明辨是非的能力。明辨是非的能力。所以我們要勤懇讀書，廣泛閱讀，所以我們要勤懇讀書，廣泛閱讀，古人說古人說“書中自有黃金屋。書中自有黃金屋?！蓖ㄟ^閱讀科技書籍，我們能豐富知識，通過閱讀科技書籍，我們能豐富知識，培養(yǎng)邏輯思維能力；培養(yǎng)邏輯思維能力；通過閱讀文學作品，我們能提高文學鑒賞水平，通過閱讀文學作品，我們能提高文學鑒賞水平，培養(yǎng)文學情趣