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金属半导体接触
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)s
EC
qVD
Wm-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)s
EC
q 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 0 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=0
q ns
qVD =－q(Vs)0
外加电压对 n 型阻挡层的影响
(b) V > 0
q ns
qV
－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
- qV
q 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
0
xd
x
q ns
EF
0
0
V
En=q n
耗尽层中，载流子极少，杂质全电离，空间电荷完全由电离杂质的电荷形成。
这时的泊松方程是
若半导体是均匀掺杂的，那么耗尽层中的电
荷密度也是均匀的，等于qND。
{
0
–

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