半導(dǎo)體物理器ppt課件(2)-在線瀏覽
2025-06-23 12:46本頁(yè)面
【正文】 肖特基勢(shì)壘 與 PN結(jié)情形一樣，可以給出 與 的關(guān)系曲線以得到直線關(guān)系。 解： 利用（ 47）式 ，寫(xiě)成 ? ?? ? ? ?2202 020 1212 CVAqkCdVdAqkN RRd ? ???? ???2 1 51 1 6 1 0RV V C? ? ?時(shí) ，? ? 1 6 2152 1 2 . 1 7 1 0 ( )4 . 6 1 01 RV V F c mC ?? ? ? ? ???19152 .8 1 0l n 0 .0 2 6 l n 0 .2 42 .6 1 0cnTdNV V VN?? ? ?? ??0 0 . 4 0 . 2 4 0 . 6 4bn VV?? ? ? ? ? ?2 1 52 1 1 0 . 6 1 0RV V C? ? ?時(shí) ，金屬 半導(dǎo)體結(jié) ● 學(xué)習(xí)要求 ?了解金屬 — 半導(dǎo)體接觸出現(xiàn)兩個(gè)最重要的效應(yīng) ?畫(huà)出熱平衡情況下的肖特基勢(shì)壘能帶圖 ?了解公式 （ 46） （ 41） （ 43） （ 45） （ 47） ?畫(huà)出加偏壓的的肖特基勢(shì)壘能帶圖，根據(jù)能帶圖解釋肖特基勢(shì)壘二極管的整流特性 ?由 與 的關(guān)系曲線求出自建電勢(shì)和半導(dǎo)體的摻雜情況 21C RV金屬 半導(dǎo)體結(jié) 當(dāng) 以下的狀態(tài)空著時(shí) ( )，表面荷正電，類(lèi)似于施主的作用。 二、 界面態(tài)的特點(diǎn) 界面態(tài)通常按能量連續(xù)分布，并可用一中性能級(jí) 表征。 0E這些正電荷和金屬表面的負(fù)電荷所形成的電場(chǎng)在金屬和半導(dǎo)體之間的微小間隙 中產(chǎn)生電勢(shì)差，所以耗盡層內(nèi)需要較少的電離施主以達(dá)到平衡。 如果被占據(jù)的界面態(tài)高達(dá) ，而 以上空著， ( )則凈表面電荷 為零 ,這時(shí)的表面為電中性。從圖 44（ a）看到，更小的 使 更接近 。因此，界面態(tài)的電荷具有負(fù)反饋效應(yīng)，它趨向于使 和 接近。在大多數(shù)實(shí)用的肖特基勢(shì)壘中，界面態(tài)在決定 數(shù)值當(dāng)中處于支配地位，勢(shì)壘高度基本上與兩個(gè)功函數(shù)差以及半導(dǎo)體中的摻雜度無(wú)關(guān)。發(fā)現(xiàn)大多數(shù)半導(dǎo)體的能量 在離開(kāi)價(jià)帶邊 附近。 ??x0?x ???E1 0E ?金屬 半導(dǎo)體結(jié) 一、 鏡像力降低肖特基勢(shì)壘高度（肖特基效應(yīng)） 將原來(lái)的理想肖特基勢(shì)壘近似地看成是線性的，因而界面附近的導(dǎo)帶底勢(shì)能曲線寫(xiě)做 2 ()E x qE x??（ 410） 其中 為表面附近的電場(chǎng)，等于勢(shì)壘區(qū)最大電場(chǎng)（包括內(nèi)建電場(chǎng)和偏壓電場(chǎng)）。這就是肖特基勢(shì)壘的鏡像力降低現(xiàn)象，又叫做肖特基效應(yīng) 。 mx bq ??2202000161616mmmqqEkxqEkxqxkE??????????? ? 0?dxxdE令 ，由（ 411）式得到 （ 412） 金屬 半導(dǎo)體結(jié) 二、勢(shì)壘降低的大小和發(fā)生的位置 由于 ? ?mxE 2016bmmqq q xkx????? ? ? ? ? ?故 0021 6 4b m mmq q Exxk x k? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ?510E V cm?1710E V cm?,6, nmxevq mb ??? ?nmxevq mb 1, ??? ?（ 413） 大電場(chǎng)下，肖特基勢(shì)壘被鏡像力降低很多。 所以在測(cè)量勢(shì)壘高度時(shí)，如果測(cè)量方法與電子在金屬和半導(dǎo)體間的輸運(yùn)有關(guān)，則所得結(jié)果是 ；如果測(cè)量方法只與耗盡層的空間電荷有關(guān)而不涉及電子的輸運(yùn)（例如電容方法），則測(cè)量結(jié)果不受鏡像力影響。 金屬 半導(dǎo)體結(jié) ● 學(xué)習(xí)要求 ?什么是肖特基效應(yīng)？解釋肖特基效應(yīng)的物理機(jī)制。 ?計(jì)算肖特基勢(shì)壘的降低和總能量最大值發(fā)生的位置。進(jìn)入金屬之后它們?cè)诮饘僦信鲎惨越o出這份多余的能量之前，由于它們的等效溫度高于金屬中的電子，因而把這些電子看成是熱的。這些載流子在很短的時(shí)間內(nèi)就會(huì)和金屬電子達(dá)到平衡，這個(gè)時(shí)間一般情況小于 。 取半導(dǎo)體內(nèi)為電勢(shì)零點(diǎn)，則表面勢(shì) 0s????金屬 半導(dǎo)體結(jié) 電壓特性 二、 電流－電壓特性 (理查森 －杜師曼（ Richardsondushman）方程 ) 在 MS 界面 Ts Vs enn ?0?（ 421） （ 422） TbTTnTVcVVVcVseNeeNenn???????????000Tb VcS eNn ???? ? Tb VVcS eNn ??? ? （ 423） 即 當(dāng)有外加電壓 V 時(shí) 金屬 半導(dǎo)體結(jié) 電壓特性 二、 電流－電壓特性 (理查森 －杜師曼（ Richardsondushman）方程 ) 由氣體動(dòng)力論，單位時(shí)間入射到單位面積上的電子數(shù)即進(jìn)入金屬的電子數(shù)為 thSvn41?? mkTvth ?8式中 （ 424） 為熱電子的平均熱運(yùn)動(dòng)速度， 為電子有效質(zhì)量。4TVthcMS evqNJ b162。 ?R
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