8. Контакты металл – полупроводник.

8-2

Контакт Шоттки: вольт – амперная характеристика.

- работа выхода из металла.

У ровни Ферми должны выровняться. Можно рассмотреть контакт Ме-п/п, можно рассмотреть переход, где концентрация электронов в одном из них очень велика.

Поле в Ме экранируется на масштабе порядка межатомного.

В результате контакта на границе Ме-п/п возникает барьер для электронов.

Существует 2 теории для анализа контакта Шоттки (отличаются механизмом, ограничивающим токоперенос через контакт):

Диодная – ток ограничен.

Диффузионная – ток ограничен диффузионными процессами в объёме п/п.

ВАХ контакта Шоттки.

Положительное смещение соответствует минусу на Ме и плюсу на п/п n типа (зоны смещаются вверх). При положительном барьер уменьшается, при отрицательном сужается (возрастает).

– величина барьера со стороны п/п.

– барьер со стороны Ме (не измен.)

В состоянии равновесия токи уравновешены:

при V=0:

при V<0: , т.е. доля электронов, способных преодолеть барьер уменьшается.

при V>0:

- из Ме в п/п, ток термоэлектр. эмиссии (способен преодолеть фиксир. барьер);

;

n - эффективная плотность состояния

Распределение квазиуровней Ферми.

В диодной теории:	В диффузионной теории:
Скачком меняется квазиуровень Ферми.

4-2

3-2

2-2

1-2

-общий вид решения. А и B опред. из гран. усл.

На бескон. поле обращ. в ноль => B=0,

А определяется из гран усл. в нуле

, L_Д-это расст., на котором поле в невырожденном п/п уменьшается в e раз.

Неоднородный электрост. потенц. приводит к неодн. распред. носителей заряда. Качественно эту картину можно описать на языке краевых зон.

,

Пусть Q_S>0, найти зоны внутри п/п. Если Q_S>0, то потенц. >0 => энергия понижается. В сост. равн. (отсутствие тока) полож. ур. Ферми постоянно, его положение фиксир. объемом.

Когда протекает эл. ток, то исп. понятие квазиуровня Ферми.

Для n-типа такой изгиб зон — обогащение носителей, для p-типа – обеднение.

Если p-типа и изгиб зон очень сильный, тогда осн. носит. заряда изменяются, т.е. инверсия типа проводимости (в приповерхностных обл.)

Зоны искривл. вверх. Для p-типа обогащ., для n-типа- обеднение. Если зоны искривл. сильно, то возможна инверсия типа проводника.

При сильном пов. потенц. край зоны вблизи поверх. может пересеч ур. Ф., т.е. возникнет вырождение. Вблизи пов-ти образ двумерн. электр. газ (2D – эл. газ.)

Прикладыв. к пов-ти заряд того или иного знака, можем менять концентр. носит. заряда => и проводимость в приповерх. слоях. Это и есть эффект поля, кот. заключ. в изменении пров-ти припов. слоя под действием внеш. поля. Этот эффект и лежит в основе действия полевого транзистора.

8-2

7-2

6-2

На прямой ветви преобладает рекомбинационное слагаемое:

– учет рекомбинационных токов; n – фактор неидеальности (1<n<2);

5 участок: вклад последовательных сопротивлений, уменьшающих эффективное напряжение на переходе.

5-2