高二物理競(jìng)賽少數(shù)載流子的注入和歐姆接觸課件

少數(shù)載流子的注入和歐姆接觸隧道效應(yīng)引起的勢(shì)壘的減低為：隨反向電壓增加而增大，并且反向電壓較高時(shí)，勢(shì)壘減低才明顯。鏡像力和隧道效應(yīng)對(duì)I-V特性的作用基本相同，對(duì)反向特性影響顯著，引起勢(shì)壘減低反向電流增加qΔ?

=JSD=?JST=?考慮鏡像力、隧道效應(yīng)后的反向飽和電流：例：有一塊施主濃度ND=1016/cm3的n型鍺材料，其(111)面與金屬接觸制成肖特基二極管，已知VD=0.4V，考慮鏡像力影響時(shí)，求加上0.3V電壓時(shí)的正向電流密度。解：鏡像力影響導(dǎo)致的勢(shì)壘高度降低量為：半導(dǎo)體側(cè)實(shí)際勢(shì)壘高度：金屬側(cè)勢(shì)壘高度：A*=1.11A對(duì)n型阻擋層，對(duì)少子空穴就是積累層，在勢(shì)壘區(qū)表面空穴濃度最大：由表面向內(nèi)部擴(kuò)散，平衡時(shí)被電場(chǎng)抵消。EVJn在正向電壓時(shí)，空穴擴(kuò)散電流和電子電流方向一致。部分正向電流由少子貢獻(xiàn)。1.決定于阻擋層中空穴的濃度。勢(shì)壘很高時(shí)，接觸表面空穴濃度很高。2.受擴(kuò)散能力的影響。在正向電壓時(shí)，空穴流向半導(dǎo)體體內(nèi)，在阻擋層形成一定的積累，然后靠擴(kuò)散進(jìn)入半導(dǎo)體體內(nèi)。注入比g

：在加正向電壓時(shí)，少子電流和總電流的比在大電流時(shí)，注入比隨電流密度的增加而增大少子空穴電流的大?。篍cEFEVqVDEcEVEc(0)EV(0)qVD定義：金/半接觸的非整流接觸：不產(chǎn)生明顯的附加電阻，不會(huì)使半導(dǎo)體體內(nèi)的平衡載流子濃度發(fā)生明顯的改變。應(yīng)用：半導(dǎo)體器件中利用電極進(jìn)行電流的輸入和輸出要求金屬和半導(dǎo)體接觸形成良好的歐姆接觸。在高頻和大功率的器件中，歐姆接觸是設(shè)計(jì)和制造的關(guān)鍵。實(shí)現(xiàn)：1.反阻擋層，實(shí)現(xiàn)歐姆接觸。實(shí)際中，由于很高的表面態(tài)難于實(shí)現(xiàn)。

2.隧道效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體制造的歐姆接觸。當(dāng)勢(shì)壘厚度，x<xc勢(shì)壘對(duì)電子完全透明隧道穿透通過重?fù)诫s可獲得能產(chǎn)生隧道電流的特殊阻擋層xcd利用隧道效應(yīng)實(shí)現(xiàn)歐姆接觸：在n型或p型半導(dǎo)體上制作一層重?fù)诫s區(qū)再與金屬接觸，形成金屬－n+n或金屬—p+p結(jié)構(gòu)。金屬的選擇很多電子束和熱蒸發(fā)、濺射、電鍍E0cWsEFsEcWmEFmE0cEFsEc(0)WmEFmEcxd→0V

J

TheprincipleoftheSchottkyjunctionsolarcell.1、金屬與半導(dǎo)體形成的肖持基接觸和歐姆接觸，阻擋層與反阻擋層的形成；2、肖特基接觸的電流—電壓特性——擴(kuò)散理論和熱電子發(fā)射理論，即肖特基勢(shì)壘的定量特性——耗盡層3、歐姆接觸的特性。兩個(gè)要點(diǎn)：①功函數(shù)和禁帶寬度的不同金屬/半導(dǎo)體接觸能帶圖的變化；②肖特基接觸的整流特性即電流－電壓I-V特性。1、功函數(shù)：功函數(shù)的定義是E0與EF能量之差，用W表示。即半導(dǎo)體的功函數(shù)可以寫成N型P型Wm>Ws阻擋層反阻擋層Wm<Ws反阻擋層阻擋層形成n型和p型阻擋層的條件

擴(kuò)散理論、熱電子發(fā)射理論計(jì)算肖特基接觸的電流-電壓特性，前者適用于勢(shì)壘區(qū)寬度比電子的平均自由程大很多的半導(dǎo)體材料；后者適用于薄阻擋層，電子的平均自由程遠(yuǎn)大于勢(shì)壘區(qū)寬度。兩種理論：（1）、擴(kuò)散理論：當(dāng)V>0時(shí)，若qV>>kT，其電流—電壓特性為：其中：當(dāng)V<0時(shí)，若|qV|>>kT，則：隨電壓變化，并不飽和熱電子發(fā)射理論：電流-電壓特性為JST與外加電壓無(wú)關(guān)，但強(qiáng)烈依