2022-2023學(xué)年高二物理競賽課件：表面態(tài)對接觸勢壘的影響

表面態(tài)對接觸勢壘的影響

表面態(tài)對接觸勢壘的影響金屬和n半導(dǎo)體接觸時(shí),形成的金屬的勢壘高度同一半導(dǎo)體,

不變.qns應(yīng)隨Wm

而變???事實(shí)上,由于半導(dǎo)體表面態(tài)的存在,

Wm

對qns的影響不大Wm<Ws當(dāng)金屬與n型半導(dǎo)體接觸

半導(dǎo)體表面形成一個(gè)負(fù)的空間電荷區(qū)

電場方向由表面指向體內(nèi)(Vs>0)

半導(dǎo)體表面電子的能量低于體內(nèi)的，能帶向下彎曲在空間電荷區(qū)中，電子濃度要比體內(nèi)大得多，因此它是一個(gè)高電導(dǎo)的區(qū)域，稱為反阻擋層。EcEvEFWs-Wm-Wm金屬和n型半導(dǎo)體接觸能帶圖

(Wm<Ws)反阻擋層薄,高電導(dǎo),對接觸電阻影響小能帶向下彎曲,造成空穴的勢壘,形成p型阻擋層當(dāng)金屬與p型半導(dǎo)體接觸能帶向上彎曲,形成p型反阻擋層Wm

EcEvEcEv金屬和p型半導(dǎo)體接觸能帶圖(a)(b)(a)p型阻擋層(Wm<Ws)

(b)p型反阻擋層(Wm>Ws)形成n型和p型阻擋層的條件Wm>WsWm<Ws

n型

p型阻擋層反阻擋層阻擋層反阻擋層表面態(tài)分施主表面態(tài)和受主表面態(tài)，在半導(dǎo)體表面禁帶中形成一定的分布，存在一個(gè)距價(jià)帶頂為q

0

的能級對多數(shù)半導(dǎo)體，q

0

約為禁帶寬度的1/3

電子填滿q

0

以下所有表面態(tài)時(shí)，表面電中性

q

0

以下的表面態(tài)空著時(shí)，表面帶正電，呈現(xiàn)施主型

q

0

以上的表面態(tài)被電子填充時(shí)，表面帶負(fù)電，呈現(xiàn)受主型存在受主表面態(tài)時(shí)n型半導(dǎo)體的能帶圖EFq

nsWsq

0qVDEVEC若表面態(tài)密度很大，只要EF

比q

0

高一點(diǎn)，表面上就會積累很多負(fù)電荷，能帶上彎存在高表面態(tài)密度時(shí)n型半導(dǎo)體的能帶圖q

nsWsq

0EnEFEVEc高表面態(tài)密度時(shí)，勢壘高度勢壘高度稱為被高表面態(tài)密度釘扎無表面態(tài)，半導(dǎo)體的功函數(shù)有表面態(tài)，即使不與金屬接觸，表面也形成勢壘，半導(dǎo)體的功函數(shù)（形成電子勢壘時(shí)）表面態(tài)密度很高時(shí)費(fèi)米能級釘扎效應(yīng)：在半導(dǎo)體表面，費(fèi)米能級的位置由表面態(tài)決定，而與半導(dǎo)體摻雜濃度無關(guān)的現(xiàn)象。表面受主態(tài)密度很高的n型半導(dǎo)體與金屬接觸能帶圖(a)