2.Енергетична діаграма і робота контакту метал-..


Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте его и откройте на своем компьютере.
2.Енергетична діаграма і робота контакту метал
-
напівпровідник р
-
типу.

Рассмотрим контакт металл
-

полупроводник. В случае контакта возможны различные комбинации
(p
-

и n
-
типы полупроводника) и соотношения термодинамических работ выхода из металла и
полупроводника. В зависимости от этих соотношений в области контакта могут реализоваться три
состояния. Первое состояние соответствует условию плоских зон в полупроводнике, в этом случае
реализуется нейтральный контакт. Второе состояние соответствует услов
ию обогащения
приповерхностной области полупроводника (дырками в p
-
типе и электронами в n
-
типе), в этом
случае реализуется омический контакт. И, наконец, в третьем состоянии приповерхностная область
полупроводника обеднена основными носителями, в этом случ
ае в области контакта со стороны
полупроводника формируется область пространственного заряда ионизованных доноров или
акцепторов и реализуется блокирую
щий контакт, или барьер Шоттки (
Емісії
електронів

з металу
перешкоджаю потенційний бар'юр, який утворюються за рахунок електричних сил зображення.
Зниження цього бар'юра при збільшенні прикладеного зовнішнього електричного поля називаються
ефектом
Шотткі
.)

В полупроводниковых приборах наибольшее применение получили блокирующие контакты металл
-

полупроводник или

барьеры Шоттки. Рассмотрим условие возникновения барьера Шоттки. Ранеее
было показано, что ток термоэлектронной эмиссии с поверхности любого твердого тела
определяется уравнением Ричардсона:


(2.29)

Для контакта металл
-

полупроводник n
-
типа
(далі буде
про р
-
тип, але він на основі прикладу з
n
-
типом, прочитайте все)

выберем условие, чтобы термодинамическая работа выхода из
полупроводника Ф
п/п

была меньше чем термодинамическая работа выхода из металла Ф
Ме
. В этом
случае согласно уравнению (2.29) ток термо
электронной эмиссии с поверхности полупроводника j
п/п

будет больше, чем ток термоэлектронной эмиссии с поверхности металла:


При контакте таких материалов в начальный момент времени ток из полупроводника в металл будет
превышать обратный ток из металла в

полупроводник и в приповерхностных областях
полупроводника и металла будут накапливаться объемные заряды
-

отрицательные в металле и
положительные в полупроводнике. В области контакта возникнет электрическое поле, в результате
чего произойдет изгиб энерге
тических зон. Вследствие эффекта поля термодинамическая работа
выхода на поверхности полупроводника возрастет. Этот процесс будет проходить до тех пор, пока в
области контакта не выравняются токи термоэлектронной эмиссии и соответственно значения
термодина
мических работ выхода на поверхности.

На рисунке 2.4 показаны зонные диаграммы различных этапов формирования контакта металл
-

полупроводник. В условиях равновесия в области контакта токи термоэлектронной эмиссии
выравнялись, вследствие эффекта поля возни
к потенциальный барьер, высота которого равна
разности термодинамических работ выхода: φ
к

= Ф
Ме

-

Ф
п/п
.

Для контакта металл
-

полупроводник p
-
типа выберем условие, чтобы термодинамическая работа
выхода из полупроводника Ф
п/п

была больше, чем термодинамиче
ская работа выхода из металла
Ф
Ме
. В этом случае ток термоэлектронной эмиссии с поверхности полупроводника j
п/п

будет меньше,
чем ток термоэлектронной эмиссии с поверхности металла согласно уравнению (2.29).

При контакте таких материалов в начальный

момент времени ток из металла в полупроводник p
-
типа
будет превышать обратный ток из полупроводника в металла, и в приповерхностных областях
полупроводника и металла будут накапливаться объемные заряды
-

положительные в металле и
отрицательные в полупрово
днике.


Рис. 2.4. Зонная диаграмма, иллюстрирующая образование барьера Шоттки

В дальнейшем картина перехода к равновесному состоянию и формирования потенциального
барьера для контакта металл
-

полупроводник p
-
типа аналогична рассмотренной выше для контакт
а
металл
-

полупроводник n
-
типа.



Приложенные файлы

  • pdf 5804560
    Размер файла: 240 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий