文档介绍：第四章薄膜的表面和界面(续) 第11讲
在研究薄膜中,表面:固体和气体或真空的分界面
界面: 固体和固体的分界面
几何表面:表面的几何分界面。
物理表面:一个电子结构不同于内部的表面区域
由于具体的材料不同,表面区的厚度有很大的差异
薄膜的常用厚度为几十到几百nm.
;
半导体的表面区,却有几个,甚至几千个原子层;
电介质的表面区更厚。
金属表面带正电,半导体的界面层中带负电,
由电子增多,所以半导体界面层的费米能解的
价带顶的距离增大,价带向下弯曲
正电荷面
金属一侧
半导体一侧
负电荷层(空间电荷层),
由电离的受主构成
当Φm<Φs时,金属与p型半导体接触后,电子
从逸出功小的材料移向逸出功大的材料,即从
金属移向半导体,Egm=Egs=EF
形成双电层。
对电子形成能谷,对空穴则成为位垒。
(2) 金属与p型半导体接触
(a)接触前
金属
p 型
杂质能级
p 型
金属
(b)接触后
(c)
p 型
金属
通向
(d)
p 型
金属
阻向
(e)
p 型
金属
图(c):ρm=ρp’∴静电流为零(Vm=0,Vs=0)
图(d):Vm=0,Vs=+V,即半导体一侧接正
半导体中的电子的能位下降,
通向,正向
或半导体中的空穴的能位上升
∵ρs’>ρm 电流为
导致有较多的空穴从半导体流向金属:
图(e):Vm=0,Vs=-V,即半导体一侧接负
半导体中的电子能为上升,或半导体中的空穴能
位下降
但:
对金属来说ρm很小. ∴阻向,反向
导致有空穴从金属流向半导体形成电流:ρm>ρs’’
当Φm>Φs时,金属与p型半导体接触如图:
(a)接触前
p 型
金属
杂质能级
Φm>Φs
Φm>Φs
p 型
金属
(b)接触后
接触后,电子从半导体流向金属,在半导体表面
形成空穴,在金属表面积积累电子,从而形成双电层。
对电子来说,界面处有相当大的位垒,但是对于空穴
来说,情况正好相反。因而空穴很易从空穴从半导体
流向金属,并瞬时得到中和。因为热激发,在金属导
带中形成的空穴也很易流入半导体,所以这种接触没
有整流效应,是欧姆接触
∵有表面态的影响
对于金属与半导体薄膜的接触:
须进行研究
n型半导体Cds薄膜—碲,铂,金接触
整流接触
—铝,铬,铟接触
欧姆接触
(3) 表面态对接触特性的影响
接触界面的电荷分布和势垒是由金属表面态和
半导体这三个电子系统的相互平衡决定,这三个系统
美欧相互接触,如下
EF’是表面态处于电中性时的费米能级,可将它看成是填满的和空的表面能解的分界线。
金属
p 型
接触前:
各自处于电中性的情况→