半导体有哪几类常用的钝化层

半导体有哪几类常用的钝化层,第1张

2。

半导体常用的钝化层:

第一类钝化膜是与制造器件的单晶硅材料直接接触的。其作用在于控制和稳定半导体表面的电学性质,控制固定正电荷和降低表面复合速度,使器件稳定工作。

第二类钝化膜通常是制作氧化层、金属互连布线上面的,它应是能保护和稳定半导体器件芯片的介质薄膜,需具有隔离并为金属互连和端点金属化提供机械保护作用,它既是杂质离子的壁垒,又使器件表面具有良好的力学性能。

钝化层是钝化的那部分。钝化是使金属表面转化为不易被氧化的状态,而延缓金属的腐蚀速度的方法。

1、什么是金属-半导体接触的多子阻挡层和反阻挡层?什么是肖特基接触? 答:金属与N型半导体接触,当Wm>Ws 时:势垒区中的表面附近的能带向上弯曲,半导体表面电子浓度比体内小得多,为多子(电子)耗尽,因此,它是一个高阻区;多子(电子)在金属和半导体两边转移时,都需要克服一定的势垒,故,通常也将之称为多子阻挡层。 金属与N型半导体接触,Wm>x D )适用于此理论。此时,电子在势垒区的碰撞可以忽略,对于电子而言,势垒的形状并不重要,起决定作用的是势垒顶点的高度——半导体体内的电子只要有足够的能量超过势垒的顶点,就可以自由地通过阻挡层进入金属;同样,金属中能超越势垒顶的电子也能达到半导体体内;所以电流的计算就归纳为计算超越势垒的载流子数目,这就是热电子发射理论。 对于非简并半导体,单位体积中能量在E ~E+dE中的电子数目为: 取垂直于界面由半导体指向金属的方向为v x 的正方向,显然就单位截面积而言,大小为v x 的体积中,在其内的所有电子,单位时间内都可以达到金属和半导体的界面: 这些电子总数为:dN = v x .1.1.dn 在半导体侧的这些电子中,有能力越过势垒到达金属的电子,其v x 必须达到: 2 / 1 0 2 )] ( 2 1 [ ) ( 2 1 V V q m v V V q v m D n x D x n z y x kT v v v m n dv dv dv v e kT m n dn z y x n 2 2 ) ( 2 3 0 4 ) 2 ( 2 2 2 即:仅有v x 在[v x0 ,+ ] 范围内的电子可以越过势垒,所以,单位时间内,达到金-半界面的电子数为: 这时所形成的电流为: 0 x v dN N 常数 称为 其中, Richardson k qm h A e e T A dN q qN J kT qV kT q v m s ns x 2 * 3 2 4 1 0 电子从金属向半导体运动(发射)时遇到的势垒高度为q m ,不随外加电压而改变, 故电流是个恒定值,它在热平衡时(V=0) 与从半导体运动(发射)到金属的电子流相抵消,即: 电流的表达式还可以写成以下形式: 0 8 ( 1) , 4 D F q V q V k T k T n q v n k T J e e v m 其中 ) 1 ( ) 1 ( 0 0 2 * 2 * 0 kT qV kT qV kT q s m m s n kT q s m V m s s m F F m m F e J e e T A J J J e T A J J J 总电流形式为: 电流通过热电子发射过程的输运: Si、Ge、GaAs材料的载流子迁移率较高,热电子发射理论对它们比较适用。


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