Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Контакт металл – полупроводникСодержание книги
Похожие статьи вашей тематики
Поиск на нашем сайте
Структура и свойства контакта металл-полупроводник в первую очередь зависят от взаимного положения уровней Ферми. Это определяет, в какое вещество будет происходить преимущественный переход электронов сразу после образования контакта. Если уровень Ферми, например, в полупроводнике, расположен выше чем в металле, то вероятность заполнения электронами какого либо уровня с энергией Е в полупроводнике больше, чем этого же уровня в металле. Поэтому электроны с уровней энергии в полупроводнике будут переходить на более свободные уровни энергии в металле. На рис. 6.25 показаны зонные диаграммы металла и полупроводника n-типа до и после образования контакта. Пусть уровень Ферми металла ЕFM лежит ниже уровня Ферми полупроводника EFП, то есть Ф М > Ф П. Для того, чтобы электрон перешел из металла на дно зоны проводимости ЕС, он должен преодолеть потенциальный барьер φМ = ФМ - χП. (6.15) Электроны же из полупроводника беспрепят-ственно могут переходить в металл. Поэтому в первый момент соприкосновения поток элек-тронов из полупроводника превышает поток электронов из металла. В результате металл в области контакта приобретает отрицательный заряд. В полупроводнике возникает положительный объемный неподвижный заряд ионизированных атомов донорной примеси. В контакте возникает электрическое поле EК, которое препятствует переходу электронов из полупроводника в металл. Направленный поток электронов будет иметь место до тех пор, пока уровни Ферми в системе не сравняются. При этом уровень Ферми в полупроводнике смещается вниз относительно уровня Ферми металла. Энергетическая диаграмма контакта примет вид, показанный на рис.. В системе устанавливается термодинамическое равновесие, характеризуемое контактной разностью потенциалов VК и равенством токов термоэлектронной эмиссии. Но в рассматриваемом случае термоэлектронная эмиссия происходит не в вакуум, а из полупроводника в металл и из металла в полупроводник. Поэтому она характеризуется величинами: φМ – энергия, которую необходимо сообщить электрону для перехода его с уровня Ферми металла на дно зоны проводимости в объеме полупроводника; jП = Ф П - χП – энергия, которую необходимо сообщить электрону для его перехода со дна зоны проводимости в объеме полупроводника непосредственно в металл. Тогда для токов в состоянии равновесия контакта можно записать: АТ2 = АТ2 . (6.16) Откуда следует, что контактная разность потенциалов равна: VК = (jМ – jП)/q. (6.17) Толщина слоя объемного заряда в металле не превышает 0,001 мкм в силу большой концентрации электронов. В полупроводнике же толщина слоя заряда в силу значительно меньшей концентрации электронов может превышать 1 мкм. Поэтому можно считать, что контактная разность потенциалов VК полностью приходится на приконтактную область полупроводника. В этом случае, для перехода электрона из полупроводника в металл он должен преодолеть потенциальный барьер со стороны EК и его энергия должна возрастать. Следствием этого является искривление зон энергии кверху, так что дно зоны проводимости ЕС удаляется от уровня Ферми ЕFП, а потолок валентной зоны ЕV, наоборот приближается к уровню Ферми, Поэтому вблизи контакта концентрация основных носителей заряда – электронов уменьшается, сопротивление этой области резко возрастает по сравнению с объемом. Ясно, что, подавая на такой контакт внешнее напряжение, можно изменять высоту потенциального барьера и управлять потоком электронов через контакт, то есть он обладает выпрямляющими свойствами. Теперь рассмотрим случай контакта металла с полупроводником р-типа, причем ФП>ФМ. Энергетические диаграммы металла и полупроводника до и после образования контакта приведены на рис.6.26. В этом случае в первый момент соприкосновения поток электронов из металла превышает поток электронов из полупроводника. В результате металл в области контакта приобретает положительный заряд. В полупроводнике возникает отрицательный заряд избыточных электронов. В контакте возникает электри-ческое поле EК, которое препятствует пере-ходу электронов из металла в полупроводник. Направленный поток электронов будет иметь место до тех пор, пока уровни Ферми в системе не сравняются. При этом уровень Ферми в металле смещается вниз относительно уровня Ферми полупроводника. Энергетическая диаграмма контакта примет вид, показанный на рис6.26б. В системе устанавливается термодинамическое равновесие, характеризуемое контактной разностью потенциалов VК и равенством токов термоэлектронной эмиссии: АТ2 = АТ2 . Величина контактной разности потенциалов будет определяться соотношением (6.17). Возникший потенциальный барьер, как и ранее, приводит к изгибу энергетических зон в полупроводнике, но в данном случае изгиб происходит вниз. При этом потолок валентной зоны удаляется от уровня Ферми ЕFП, что свидетельствует о уменьшении концентрации основных носителей заряда – дырок вблизи контакта и увеличении сопротивления приконтактной области полупроводника. Так же как и выше, получили контакт, который обладает выпрямляющими свойствами. Рассмотренные контакты называется контактами Шоттки.
|
||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-07-11; просмотров: 744; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 52.14.7.53 (0.007 с.) |