ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
случае высота барьера qϕ
Bn
определяется свойствами поверхности
полупроводника и не зависит от работы выхода металла qϕ
m
. В реальных диодах
Шоттки на основе n-кремния вместо металлов используются силициды кремния,
которые обеспечивают высоты барьеров qϕ
Bn
от 0,55 эВ (для MoSi
2
) до 0,84 эВ
(для PtSi) независимо от степени легирования n-кремния [2].
3.2. Вольт-амперная характеристика
Перенос заряда через контакт металл- полупроводник осуществляется
главным образом основными носителями в отличие от p-n-переходов, где
электрический ток обусловлен неосновными носителями . На рис. 14 показаны
четыре основных процесса при прямом смещении контакта Шоттки : 1)
надбарьерный перенос электронов, преобладающий в диодах Шоттки на основе
умеренно легированных полупроводников (N
d
<10
17
см
-3
) при не слишком низких
температурах; 2) туннелирование электронов через барьер (при высоких уровнях
легирования N
d
>10
18
см
-3
, например, в большинстве омических контактов); 3)
рекомбинация в области пространственного заряда (аналогично рекомбинации в
p-n-переходе ); 4) инжекция дырок из металла в полупроводник. Кроме того , вклад
в полный ток могут давать ловушки вблизи границы раздела металл-
полупроводник и токи утечки в периферийных областях контакта . Последние два
механизма пренебрежимо малы в обычных диодах Шоттки (N
d
<10
16
см
-3
).
1
2
3
4
qV
E
C
E
Fn
E
Fm
E
V
Рис. 14. Четыре основных процесса переноса при прямом
смещении.
1- надбарьерный перенос;
2 - туннелирование электронов через барьер;
3 - рекомбинация в области пространственного заряда ;
4 - инжекция дырок из металла в полупроводник.
случа е высо та б а р ье р а qϕBn о пр е де ляе тся сво йства ми по ве р хно сти
по лупр о во дни ка и не за ви си то тр а б о ты выхо да ме та лла qϕm. В р е а льных ди о да х
Ш о ттки на о сно ве n-кр е мни я вме сто ме та лло в и спо льзую тся си ли ци ды кр е мни я,
ко то р ые о б е спе чи ва ю т высо ты б а р ье р о в qϕBn о т 0,55 эВ (для MoSi2) до 0,84 эВ
(для PtSi) не за ви си мо о тсте пе ни ле ги р о ва ни я n-кр е мни я [2].
3.2. В ол ь т-ам перная харак теристик а
П е р е но с за р яда че р е з ко нта кт ме та лл-по лупр о во дни к о сущ е ствляе тся
гла вным о б р а зо м о сно вными но си те лями в о тли чи е о т p-n-пе р е хо до в, где
эле ктр и че ски й то к о б усло вле н не о сно вными но си те лями . Н а р и с. 14 по ка за ны
че тыр е о сно вных пр о це сса пр и пр ямо м сме щ е ни и ко нта кта Ш о ттки : 1)
на дб а р ье р ный пе р е но с эле ктр о но в, пр е о б ла да ю щ и й в ди о да х Ш о ттки на о сно ве
уме р е нно ле ги р о ва нных по лупр о во дни ко в (Nd<1017 см-3) пр и не сли ш ко м ни зки х
те мпе р а тур а х; 2) тунне ли р о ва ни е эле ктр о но в че р е з б а р ье р (пр и высо ки х ур о внях
ле ги р о ва ни я Nd>1018 см-3, на пр и ме р , в б о льш и нстве о ми че ски х ко нта кто в); 3)
р е ко мб и на ци я в о б ла сти пр о стр а нстве нно го за р яда (а на ло ги чно р е ко мб и на ци и в
p-n-пе р е хо де ); 4) и нж е кци я дыр о к и з ме та лла в по лупр о во дни к. Кр о ме то го , вкла д
в по лный то к мо гут да ва ть ло вуш ки вб ли зи гр а ни цы р а зде ла ме та лл-
по лупр о во дни к и то ки уте чки в пе р и фе р и йных о б ла стях ко нта кта . П о сле дни е два
ме ха ни зма пр е не б р е ж и мо ма лыв о б ычных ди о да х Ш о ттки (Nd<1016 см-3).
1
2 3 4
EC
EFm EFn
qV
EV
Ри с. 14. Ч е тыр е о сно вных пр о це сса пе р е но са пр и пр ямо м
сме щ е ни и .
1- на дб а р ье р ный пе р е но с;
2 - тунне ли р о ва ни е эле ктр о но в че р е з б а р ье р ;
3 - р е ко мб и на ци я в о б ла сти пр о стр а нстве нно го за р яда ;
4 - и нж е кци я дыр о к и з ме та лла в по лупр о во дни к.
