文档介绍：第五章金属和半导体的接触
半导体接触及其平衡态
金属和半导体的功函数
有功函数差的金-半接触
表面态对接触电势差的影响
欧姆接触
金属半导体接触的非平衡状态
不同偏置状态下的肖特基势垒
正偏肖特基势垒区中的费米能级
厚势垒区金属半导体接触的伏安特性
薄势垒区金属半导体接触的伏安特性
金半接触的少子注入问题
非平衡态肖特基势垒接触的特点及其应用
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西安理工大学电子工程系马剑平
金属-半导体接触
金-半接触的整流效应是半导体物理效应的早期发现之一,并且最早付诸应用:
1874年,德国物理学家布劳恩发现金属探针与PbS和FeS2晶体的接触具有不对称的伏安特性;
1876年,英国物理学家亚当斯发现光照能使金属探针与Se的点接触产生电动势;
1883年,福里茨发现金属探针与Se的点接触的整流特性;
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金属-半导体接触
1904年,美国电气工程师鲍斯获得Si和PbS点接触整流器的专利权
1906年,美国电气工程师皮卡德获得点接触晶体检波器的专利权,这种器件是晶体检波接收机(即矿石收音机)的关键部件;
1920年,硒(Se)金-半接触整流器投入应用;
1926年,Cu2O点接触整流二极管问世,并在二战中应用于雷达检波。
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第五章金属和半导体的接触
半导体接触及其平衡态
金属和半导体的功函数
有功函数差的金-半接触
表面态对接触电势差的影响
欧姆接触
金属半导体接触的非平衡状态
不同偏置状态下的肖特基势垒
正偏肖特基势垒区中的费米能级
厚势垒区金属半导体接触的伏安特性
薄势垒区金属半导体接触的伏安特性
金半接触的少子注入问题
非平衡态肖特基势垒接触的特点及其应用
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金属和半导体的功函数
1、金属的功函数
2、半导体的功函数
功函数的定义:
真空能级E0与费米能级EF能量之差.
W= E0 - EF
EF
W
E0
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2 半导体的功函数
半导体的功函数类似定义为真空能级E0与半导体费米能级EFs能量之差Ws= E0 – EFs
半导体的功函数WS是杂质浓度的函数,而不像金属那样基本为一常数。
半导体中的电子从半导体中逸出必须由外界给它以足够的能量.
电子亲合能X
定义:E0与Ec之差
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半导体的功函数与杂质浓度的关系
半
导
体
电子亲合能X
(eV)
功函数Ws(eV)
n型ND (cm-3)
p型NA(cm-3)
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1015
1016
1014
1015
1016
Si
Ge
GaAs
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半导体的功函数WS= E0 - EFS
EFS ↑→ WS ↓
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半导体的功函数与杂质浓度的关系
几种半导体的电子亲和能及其在不同掺杂浓度下的功函数计算值
半
导
体
电子亲合能X
(eV)
功函数Ws(eV)
n型 ND (cm-3)
p型 NA(cm-3)
1014
1015
1016
1014
1015
1016
Si
Ge
GaAs
4. 23
半导体的功函数WS= E0 - EFS
EFS ↑→ WS ↓
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