有学微电子的不,“金属-半导体功函数差“的物理意义是什么,需要简单明了的解释,容易理解

有学微电子的不,“金属-半导体功函数差“的物理意义是什么,需要简单明了的解释,容易理解,第1张

很早学的,快忘了都。

大概就是金属(Metal)和半导体(Semiconductor)接触(MS接触)的时候,两边电势不同,可以分为4种情况。

先简单说明下别的:功函数,就是E0(电子能量)和Ef(费米能级)能量只差,就是电子在介质内部逸出到介质之外需要的能量。

记金属功函数为Wm=E0-(Ef)m,半导体功函数为Ws=E0-(Ef)s

所谓的4种情况就是

n型半导体:Wm>WsWm<Ws

p型半导体:Wm>WsWm<Ws

当金属和半导体接触时,由于电子系统统一,两边费米能级持平。

以n型半导体,Wm>Ws这种情况为例:

因为Wm>Ws,所以(Ef)m<(Ef)s,即电子容易从半导体流向金属,使半导体表面带正电,金属表面带负电。接触的时候产生了电势差Vd=Vm-Vs=(Ws-Wm)/q。

简单来说,金属-半导体功函数差导致了它们在接触后界面的电势差,由于这个电势差的存在,一般的MS结会具有特定方向的整流特性(例如金属和n型半导体结,导通电流只能从金属流向半导体);而更重要的是,对于重参杂半导体,由于势垒区宽度变得很薄,会有隧道效应,结果就是刚才说的整流特性失效,这种接触称为欧姆接触。

这里一般ms结的整流特性和欧姆接触结的特性对集成电路制造有着极为重要的意义。

呃。。不知道明白了没有啊~~

MS二极管:金属半导体接触,形成整流接触,制成二极管。

肖特基二极管:是利用金属与半导体接触形成的金属-半导体结原理制作的。

热载流子二极管:具有高能量载流子的二极管,肖特基二极管是一种热载流子二极管。

他们说的都是一回事,肖特基二极管概念比较下。肖特基二极管结构是金属半导体接触,特点是热载流子。

关于MOS 决定半导体能带弯曲的因素是电压

平带电压(Flat band voltage)就是在MOS系统中,使半导体表面能带拉平(呈平带状态)所需要外加的电压。

对于实际的MOS系统,由于金属-半导体功函数差φms和Si-SiO2系统中电荷Qf 的影响, 在外加栅极电压为0 时,半导体表面的能带即发生了弯曲,从而这时需要另外再加上一定的电压才能使能带拉平,这个额外所加的电压就称为平带电压。


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