半導(dǎo)體物理學(xué)Chapter7

1、 QUST 半導(dǎo)體物理半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)第七章第七章9.1 金半接觸的能帶圖9.2 金半接觸的整流輸運(yùn)理論9.3 少子注入和歐姆接觸 QUST 半導(dǎo)體物理半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)第七章第七章9.1 金半接觸的能帶圖9.1.1 功函數(shù)和半導(dǎo)體電子親合能金屬功函數(shù)：金屬功函數(shù)：真空能級(jí)與金屬費(fèi)米能級(jí)之差真空能級(jí)與金屬費(fèi)米能級(jí)之差電子親和能電子親和能：真空能級(jí)與導(dǎo)帶：真空能級(jí)與導(dǎo)帶底之差底之差E0：真空能級(jí)真空能級(jí) 真空中靜止電子的能量真空中靜止電子的能量EnscFnWEEE半導(dǎo)體功函數(shù)：半導(dǎo)體功函數(shù)：金屬與半導(dǎo)體接觸？金屬與半導(dǎo)體接觸？ QUST 半導(dǎo)體物理半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)半導(dǎo)體物理基

2、礎(chǔ)第七章第七章9.1.2 接觸電勢(shì)差接觸電勢(shì)差D 1（Wm Ws）肖特基勢(shì)壘肖特基勢(shì)壘D 0D接觸電勢(shì)差接觸電勢(shì)差表面勢(shì)：半導(dǎo)體表表面勢(shì)：半導(dǎo)體表面和體內(nèi)的電勢(shì)差面和體內(nèi)的電勢(shì)差電子阻擋層電子阻擋層電子反阻擋層電子反阻擋層空穴反阻擋層空穴反阻擋層空穴阻擋層空穴阻擋層D = 0sDnmsnmqqVEWWEW QUST 半導(dǎo)體物理半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)第七章第七章9.1.3 表面態(tài)對(duì)接觸勢(shì)壘的影響表面態(tài)對(duì)接觸勢(shì)壘的影響施主表面態(tài)、受主表面態(tài)施主表面態(tài)、受主表面態(tài)高表面態(tài)釘扎高表面態(tài)釘扎接觸前接觸前接觸電勢(shì)差完接觸電勢(shì)差完全落在間隙上全落在間隙上緊密接觸緊密接觸極限情況極限情況sDnmsnmq

3、qVEWWEWDF0gn0qVEqEEq QUST 半導(dǎo)體物理半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)9.2.2 勢(shì)壘區(qū)的電勢(shì)分布勢(shì)壘區(qū)的電勢(shì)分布n型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體泊松方程泊松方程9.2 金半接觸的整流輸運(yùn)理論金半接觸的整流輸運(yùn)理論阻擋層：高阻，整流反阻擋層：低阻，歐姆整流整流歐姆歐姆歐姆歐姆整流整流9.2.1 整流整流 作用作用 QUST 半導(dǎo)體物理半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)第七章第七章* 肖特基接觸的勢(shì)壘電容肖特基接觸的勢(shì)壘電容施加反向偏壓施加反向偏壓V時(shí)時(shí)平行板電容平行板電容與單邊突變與單邊突變p-n結(jié)相同結(jié)相同 QUST 半導(dǎo)體物理半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)第七章第七章9.2.3 擴(kuò)散理論擴(kuò)散

4、理論適用于勢(shì)壘寬度適用于勢(shì)壘寬度電子平均自由程電子平均自由程 ，即，即 ln kT,被積指數(shù)函數(shù)隨x急劇減小。主要取決于x=0附近的電勢(shì)值 QUST 半導(dǎo)體物理半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)第七章第七章平衡態(tài)近似平衡態(tài)近似積分積分 QUST 半導(dǎo)體物理半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)第七章第七章適用于勢(shì)壘寬度適用于勢(shì)壘寬度電子平均自由程電子平均自由程JSD QUST 半導(dǎo)體物理半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)第七章第七章9.2.4 熱電子發(fā)射理論熱電子發(fā)射理論適用于勢(shì)壘寬度適用于勢(shì)壘寬度 d單位體積中，單位體積中，v-v+dv范圍內(nèi)的電子數(shù)范圍內(nèi)的電子數(shù)3 2*1 223002expexp2ncFccm

5、EEEEdnEEdEk Tk T單位體積中，單位體積中，E-E+dE范圍內(nèi)的電子數(shù)范圍內(nèi)的電子數(shù)3 2*220004exp22nnmmdnndk Tk T*212cnEEm00expccEEnNk T QUST 半導(dǎo)體物理半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)第七章第七章單位體積，速度空間電子的分布單位體積，速度空間電子的分布實(shí)空間單位面積，單位時(shí)間，速度實(shí)空間單位面積，單位時(shí)間，速度vx(0)的電子都可以到達(dá)金半界面，其數(shù)目為的電子都可以到達(dá)金半界面，其數(shù)目為可以越過勢(shì)壘電可以越過勢(shì)壘電子的能量要求子的能量要求vx 積分限積分限: vx0 +vy 積分限積分限: - +電流密度電流密度vz 積分限積分

6、限: - + QUST 半導(dǎo)體物理半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)第七章第七章vx : vx0 +；vy : - +；vz : - +半導(dǎo)體到金屬的電子流半導(dǎo)體到金屬的電子流依賴于電壓依賴于電壓 QUST 半導(dǎo)體物理半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)第七章第七章金屬到半導(dǎo)體的電子流基本不依賴于電壓金屬到半導(dǎo)體的電子流基本不依賴于電壓Jms ：常數(shù)：常數(shù)V = 0, J =0 QUST 半導(dǎo)體物理半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)第七章第七章9.2.5鏡像力影響鏡像力影響電子總電勢(shì)能電子總電勢(shì)能由此，鏡像力所引起的勢(shì)壘降低量隨反向電壓的增加而緩慢的增大，當(dāng)反向電由此，鏡像力所引起的勢(shì)壘降低量隨反向電壓的增加而緩

7、慢的增大，當(dāng)反向電壓很高時(shí)，勢(shì)壘的降低變得明顯，鏡像力的影響才顯得重要。壓很高時(shí)，勢(shì)壘的降低變得明顯，鏡像力的影響才顯得重要。 QUST 半導(dǎo)體物理半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)第七章第七章9.2.6 隧道效應(yīng)影響隧道效應(yīng)影響臨界厚度臨界厚度xcxc 0 (正偏正偏) 空穴擴(kuò)散主導(dǎo)空穴擴(kuò)散主導(dǎo)x = d少子注入比少子注入比 QUST 半導(dǎo)體物理半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)第七章第七章9.3.2 歐姆接觸歐姆接觸金屬重?fù)诫s半導(dǎo)體接觸金屬重?fù)诫s半導(dǎo)體接觸ND = 1019 cm-3 d 102 電子隧穿通過勢(shì)壘區(qū)電子隧穿通過勢(shì)壘區(qū)ND1 QUST 半導(dǎo)體物理半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)第七章第七章1 線性線性 I-V, 正反向?qū)ΨQ正反向?qū)ΨQ2 重?fù)诫s接觸電阻很小重?fù)诫s接觸電阻很小1*20122expDcnrDVRmN QUST 半導(dǎo)體物理半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)人有了知識(shí)，就會(huì)具備各種分析能力，人有了知識(shí)，就會(huì)具備各種分析能力，明辨是非的能力。明辨是非的能力。所以我們要勤懇讀書，廣泛閱讀，所以我們要勤懇讀書，廣泛閱讀，古人說古人說“書中自有黃金屋。書中自有黃金屋。”通過閱讀科技書籍，我們能豐富知識(shí)，通過閱讀科技書籍，我們能豐富知識(shí)，培養(yǎng)邏輯思維能力；培養(yǎng)邏輯思維能力；通過閱讀文學(xué)作品，我們能提高文學(xué)鑒賞水平，通過閱讀文學(xué)作品，我們能提高文學(xué)鑒賞水平，培養(yǎng)文學(xué)情趣