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表面态对接触势垒的影响
表面态对接触势垒的影响
金属和n半导体接触时, 形成的金属的势垒高度
同一半导体, 不变. q ns 应随 Wm 而变
事实上, 由于半导体表面态的存在,
Wm 对 q ns 的影响不大
Wm当金属与n型半导体接触
半导体表面形成一个负的空间电荷区
电场方向由表面指向体内(Vs>0)
半导体表面电子的能量低于体内的，能
带向下弯曲
在空间电荷区中，电子浓度要比体内大得多，
因此它是一个高电导的区域，称为反阻挡层。
Ec
Ev
EF
Ws-Wm
-Wm
金属和 n 型半导体接触能带图
(Wm反阻挡层薄, 高电导, 对接触电阻影响小
能带向下弯曲, 造成空穴的势垒,
形成 p 型阻挡层
当金属与 p 型半导体接触
能带向上弯曲, 形成 p 型反阻挡层
Wm

Ec
Ev
Ec
Ev
金属和p型半导体接触能带图
(a)
(b)
(a) p型阻挡层(WmWs)
形成n型和p型阻挡层的条件
Wm>Ws
Wmn 型
p 型
阻挡层
反阻挡层
阻挡层
反阻挡层
表面态分施主表面态和受主表面态，在半导体
表面禁带中形成一定的分布，存在一个距价带
顶为 q 0 的能级
对多数半导体， q 0 约为禁带宽度的1/3
电子填满q 0 以下所有表面态时，表面电中性
q 0 以下的表面态空着时，表面带正电，
呈现施主型
q 0 以上的表面态被电子填充时，表面带负电，
呈现受主型
存在受主表面态时 n 型半导体的能带图
EF
q ns
Ws
q 0
qVD
EV
EC
若表面态密度很大，只要 EF 比 q 0 高一点，
表面上就会积累很多负电荷，能带上弯
存在高表面态
密度时n型半
导体的能带图
q ns
Ws
q 0
En
EF
EV
Ec
高表面态密度时，势垒高度
势垒高度称为被高表面态密度钉扎
无表面态，半导体的功函数
有表面态，即使不与金属接触，表面也形成势垒，
半导体的功函数（形成电子势垒时）
表面态密度很高时
费米能级钉扎效应：
在半导体表面，费米能级的位置由表面态决定，
而与半导体掺杂浓度无关的现象。
表面受主态密度很高的n型半导体与金属接触能带图
(a) 接触前
E0
Wm
(EF)m
q ns
(EF)s
EC
qVD
(省略表面态能级）

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