半导体常识|肖特基势垒与欧姆打仗-KIA MOS管
信息来历：本站 日期：2021-04-02
模子懂得
咱们晓得，N型半导体与P型半导体打仗会因为载流子的分散构成耗尽区，从而构成PN节。当金属与半导体打仗时会若何呢？
此中一种环境是，金属与N型半导体打仗，半导体中的截流电子分散进入金属，从而在半导体中构成耗尽区与内建电场，以下图
这类环境与PN节是近似的。
若何肯定电子是由半导体进入金属还是从金属进入半导体呢，这就须要操纵能级的观点来懂得。
能级懂得
金属资料的导带与价带是有堆叠的，费米能级就处于导带中。半导体的导带与价带是分手的，其费米能级处于导带与价带之间，对本征半导体，费米能级处于正中间，对N型半导体，费米能级接近导带，P型半导体中费米能级接近价带。
别的要晓得的观点是资料的功函数(work function)和半导体的电子亲和力(electron affinity)。功函数表现要让电子从资料中逃逸到自在空间中的最小热能量，电子亲和力表现电子从自在空间掉落到半导体导带底部所开释的能量。两个观点见下图：
而当两种资料打仗时，载流子分散活动必须使打仗面两侧的费米能级相称能力到达均衡状况。以是打仗后半导体中的能带会因内建电场而曲折，以下图：
如许就在打仗面构成了电子的势垒，称为肖特基势垒(schottky barrier)。构成整流节(rectifying junction)。肖特基二极管便是操纵该道理任务的。
下图中为该整流节在均衡环境、正向偏压、负向偏压下能级环境和该整流节的VI特征：
正向偏压时因为外电场的存在举高了半导体侧的费米能级，使得半导体中的电子面对的势垒高度下降，从而更轻易流过打仗面进入金属。负向偏压时加大了该势垒。
欧姆打仗
良多时辰咱们并不想在金属与半导体打仗面呈现该势垒，比方半导体器件用金属引线引出旌旗灯号。现实上有两种体例，一是下降势垒高度，使载流子不须要很高的能量便能够跃过势垒；二是大幅减小势垒宽度，使载流子以隧穿的体例穿过。
若是经由过程挑选差别资料，使半导体的费米能级小于金属的费米能级，则打仗面能带环境将以下图所示：
如许电子从半导体进入金属不势垒，而从金属进入半导体只要很小的势垒，比拟小的电压便能够使电子轻松跃过势垒进入半导体。如许便是欧姆打仗(ohmic contact)的环境，固然其VI曲线并不是像抱负欧姆电阻一样的直线，而是近似直线。
另外一种体例是经由过程重搀杂的体例，使构成的势垒宽度很窄，如许电子能够不必跃过势垒而间接经由过程隧穿流过打仗面，正向偏压、负向偏压与VI特征(玄色曲线)以下图：
P型半导体与金属的打仗面的阐发思绪与N型半导体近似，只是载流子由电子变为空穴。在现实操纵中也另有良多别的身分影响金属与半导体打仗面的特征。
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