金屬半導體接觸系列之肖特基接觸形成原理

2020-11-28 電子發燒友

金屬半導體接觸系列之肖特基接觸形成原理

simucal 發表於 2020-06-09 10:19:21

從本周開始的《漲知識啦》板塊，首先小賽將給大家講解金屬-半導體接觸系列的第一部分肖特基接觸，在詳細介紹肖特基接觸之前，我們需要先了解幾個概念，真空能級以及功函數。真空能級E0，顧名思義，即真空中靜止電子的能量，而功函數W則是真空能級E0與費米能級EF之差，表示一個能量為費米能級的電子從材料中逸出到真空中需要的最小能量。功函數的大小標誌著材料對電子的束縛能力的強弱。

金屬功函數為

半導體功函數為

當金屬與n型半導體接觸，且金屬功函數Wm大於半導體功函數Ws時，根據上述功函數公式可知，功函數越大，費米能級越小，即半導體的費米能級EFs大於金屬的費米能級EFm。費米能級表徵一個材料系統中電子能量的高低，當金屬與半導體接觸後，電子將從系統能量高的半導體流向金屬，在半導體中留下正電中心，與pn結類似，半導體中的正電中心與金屬中的電子將形成從n型半導體指向金屬的電場，抑制電子從半導體向金屬的流動，最終實現動態平衡，金屬與半導體達到統一的費米能級。

在該種金-半接觸情形下，在金屬一側形成了很高的電子勢壘，即肖特基勢壘，能量高於該勢壘的電子才可從金屬流向半導體，理想情況下金屬一側勢壘高度不隨偏壓改變，因此金屬一側加反偏壓時將產生很大的界面電阻，而金屬一側加正偏壓時，從半導體流向金屬的電子在克服內建電勢後，導通電阻將變得很小，這種正反特性不同的金-半接觸成為肖特基接觸。

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