第3章 金屬半導(dǎo)體與異質(zhì)結(jié)

1、第三章第三章 金屬半導(dǎo)體與半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)金屬半導(dǎo)體與半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)3.1 肖特基勢壘二極管 1. 性質(zhì)上的特征金屬元素的功函數(shù)和半導(dǎo)體的親和能元素功函數(shù)，Ag, 銀4.26Al，鋁4.28Au，金5.1Cr，鉻4.5Mo，鉬4.6Ni，鎳5.15Pd，鈀5.12Pt，鉑5.65Ti，鈦4.33W，鎢4.55半導(dǎo)體親和能Ge4.13Si4.01GaAs4.07AlAs3.5GaN4.2ZnO4.353C-SiC3.926H-SiC4.074H-SiC4.05C4.02.理想結(jié)的特性nBbimBV00)(肖特基勢壘內(nèi)建電勢差dxRbidRbisnNeVVCeNVVxW)(2)1()(222/1Figu

2、re 9.2反偏與正偏電壓下的肖特基勢壘的能帶圖3. 影響肖特基勢雷高度的非理想因素(1) 肖特基效應(yīng) 勢壘的鏡像力降低效應(yīng)勢壘的鏡像力導(dǎo)致肖特基勢壘的降低ssmeEEex416(2)其他相關(guān)因素的影響：表面態(tài)的影響其他相關(guān)因素的影響：表面態(tài)的影響4. 電流電流-電壓關(guān)系電壓關(guān)系32*2*2*32/3*4)exp( 1)exp( 1)exp(exp()(exp)2(4hkemAkTeTAJkTeVJkTeVkTeTAJJJdEkTEEEEhmdndnveJnnsTasTansmmsFcnExmsc正偏電流與電壓的關(guān)系正偏電流與電壓的關(guān)系5. 肖特基二極管與肖特基二極管與pn結(jié)二極管的比較結(jié)二極

3、管的比較pn結(jié)的反偏電流密度10-7A/cm2, 較肖特基勢壘二極管的反向飽和漏電流小2-3個數(shù)量級。并具有較大的開啟電壓3.2 金屬半導(dǎo)體的歐姆接觸金屬半導(dǎo)體的歐姆接觸1. 理想的非整流接觸勢壘理想的非整流接觸勢壘偏壓下的歐姆接觸金屬與金屬與p-半導(dǎo)體的歐姆接觸半導(dǎo)體的歐姆接觸2. 隧道效應(yīng)隧道效應(yīng)2exp)exp()( 1)exp(exp(*2*2*dBnnscBncanNmRTAkTeekTRkTeVkTeTAJ低摻雜濃度的半導(dǎo)體依賴于勢壘高度，熱發(fā)射為主高摻雜濃度的半導(dǎo)體依賴于摻雜濃度，隧穿為主寬帶隙半導(dǎo)體的歐姆接觸實(shí)現(xiàn)的困難3.3 半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)1. 不同的半導(dǎo)體材料組成的

4、結(jié)不同的半導(dǎo)體材料組成的結(jié)（1）具有不同的禁帶寬度，結(jié)能帶不連續(xù)）具有不同的禁帶寬度，結(jié)能帶不連續(xù)（2）兩種材料的晶格常數(shù)匹配或接近）兩種材料的晶格常數(shù)匹配或接近nP結(jié)接觸前的能帶圖2. 能帶圖nP結(jié)熱平衡下的能帶圖nN結(jié)熱平衡下的能帶圖3. 異質(zhì)結(jié)二維電子氣異質(zhì)結(jié)二維電子氣的三角形勢阱4. 異質(zhì)結(jié)的靜電平衡態(tài)內(nèi)建電勢差：真空能級兩端的電勢差，代表所有空間電荷區(qū)電勢差的總和。2/12/12220000)(2)()(222)ln()ln(RbiappdnnapdnpnjappdnnapdnbiapdnpnpnppapnndnbipbinbicncppncbivpvnnpvbiVVNNNNCNNNeNVNNxxWxeNxeNVVVNNnnkTEeVNNppkTEeV價帶形式導(dǎo)帶形式5. 異質(zhì)結(jié)的I-V特性)exp(2*kTETAJw熱電子發(fā)射模型：（1）同質(zhì)結(jié)中電子勢壘與空穴勢壘相同，電子電流與空穴電流的相對數(shù)量級由相對雜質(zhì)能級決定。（2）異質(zhì)結(jié)中電子勢壘與