Неразрушающие методы контроля параметров полупроводниковых материалов и структур. Смирнов В.И. - 62 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

62
дящих в полупроводниковых структурах, которые приводят к появлению
емкости. Рассмотрим структуру металл-полупроводник. Для определенно-
сти будем считать, что полупроводник имеет
n-тип проводимости. Так как
работа выхода электронов для металла и полупроводника различна, то в
области контакта даже при отсутствии напряжения между металлом и по-
лупроводником существует контактное электрическое поле, которое вы-
звано перераспределением основных носителей заряда в полупроводнике.
Наличие поля в области контакта вызывает изгиб энергетических зон
в полупроводнике, в
результате чего концентрация основных носителей
заряда в полупроводнике в приповерхностном слое и в глубине полупро-
водника будет различна. Если, например, работа выхода электронов для
полупроводника меньше, чем для металла, то энергетические зоны изги-
баются вверх, как это показано на рис. 5.5, а. Через Е
с
и Е
v
обозначены со-
ответственно дно зоны проводимости и потолок валентной зоны; Е
F
– уро-
вень Ферми, который в случае термодинамического равновесия (при от-
сутствии внешнего смещения) расположен одинаково в металле и полу-
проводнике. Через Е
i
обозначен уровень собственного полупроводника,
примерно совпадающий с серединой запрещенной зоны. Приповерхност-
ная область полупроводника в этом случае обедняется основными носите-
лями заряда (в нашем случае – электронами) и расстояние между Е
с
и Е
F
у
поверхности полупроводника больше, чем в объеме.
Если соотношение работ выхода обратное, то энергетические зоны
изгибаются вниз (рис. 5.5, б), уровень Ферми приближается к дну зоны
проводимости и приповерхностный слой обогащается основными носите-
лями заряда. Таким образом, в зависимости от соотношения работ выхода
электронов в области контакта металла с полупроводником может
образо-
вываться как обедненный, так и обогащенный основными носителями за-
ряда слой. Если образуется обогащенный слой, то он не оказывает никако-
го влияния на движение носителей заряда из полупроводника в металл или
обратно. В обратном случае образуется потенциальный барьер φ
0
, который
получил название барьера Шоттки.
Рис. 5.5. Зонная диаграмма структуры металл-полупроводник при обеднении (а)
и обогащении (б) основными носителями заряда в случае термодинамического
равновесия и при наличии внешнего смещения (в)

Страницы