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少数载流子的注入和欧姆接触
少数载流子的注入和欧姆接触
1、少数载流子的注入
n型阻挡层
扩散运动
漂移运动
扩散运动
漂移运动
电子
空穴
当正向电压较小时，电场较小，漂移电流较小， J扩>J漂
多子扩散电流远高于少子扩散电流，通常忽略少子扩散电流。正向电流为多子扩散电流。
空穴电流密度：
当正向电压足够高时，电场较大，电场引起很大的载流子漂移电流，使得少数载流子电流在电流中起主导作用。
隧道效应的影响
能量低于势垒顶的电子有一定几率穿过这个势垒，穿过的几率取决于电子的能量和势垒的厚度。
隧道效应引起的势垒降低随反向电压的增加而增大从而使反向电流增加。它主要对反向特性影响比较大。
超薄势垒对载流子无阻挡能力，电子可以自由穿过势垒。通过半导体表面重掺杂可以获得超薄势垒，形成隧道电流，从而制备可获得欧姆接触。
利用肖特基效应由金半整流接触制作的二极管称为肖特基势垒二极管。
1.特点（与pn结二极管相比）：
1）它是多子器件，较好的高频特性。
2）有较低的正向导通电压（0.3V左右）。
2.应用：
高速集成电路，微波器件等。
对n型阻挡层，小注入时：
少数载流子注入比：
为了降低 必须采用有高的ND （相当于低电阻率
材料）和小的ni（相当于宽禁带材料）的金属-半导体
系统 。
2、欧姆接触
1）欧姆接触：
不产生明显的附加阻抗，电流在其上的产生的压降远小于在器件本身上所产生的压降。
2）欧姆接触的重要性：
作为器件引线的电极接触，要求在金属和半导体之间形成良好的欧姆接触。在超高频和大功率器件中，欧姆接触是设计和制造中的关键问题之一。
3）欧姆接触的制备方法
（1）选择适当金属，使其和半导体形成反阻挡层。
n型—Wmp型—Wm>Ws
因半导体存在高密度表面态，实际很难做到形成反阻挡层。
（2）利用隧道效应——半导体表面高掺杂。
电子遂穿势垒的几率取决于：
电子能量和势垒宽度。
势垒宽度：
当掺杂浓度很高时，势垒很窄，形成很大的隧道电流：
高掺杂时,接触电阻
当ND ≥1019cm 3时，接触电阻强烈依赖于掺杂浓度；浓度越高，电阻越低。
低、中等掺杂时，对势垒接触，电流适
于热电子发射理论，接触电阻：
当N ≤1017cm 3 接触电阻与掺杂浓度无关。
形成欧姆接触的方法
在半导体表面薄层形成高掺杂层， 通常做成M/n+/n 或M/p+/p结构获得良好的欧姆接触。金属（或合金、金属硅化物）可采用蒸发、溅射、电镀等。
半导体表面粗磨或喷砂，表面形成大量复合中心。使表面耗尽区的复合成为控制电流的主要机构，接触电阻大大降低，近似称为欧姆接触。
选择低势垒欧姆接触。
小 结
需掌握的公式（由n型半导体推导）：
半导体侧势垒高度(Wm> Ws):
金属侧势垒高度
肖特基模型
巴丁模型

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