微电子器件微电子器件
首页
MOSFET
金半接触
首页
MOSFET
金半接触
  • 金属—半导体接触

    • 专题首页
    • 金属半导体接触和能带图
    • 金半接触整流理论
    • 少数载流子的注入和欧姆接触

少数载流子的注入和欧姆接触

状态:编辑中
前置知识:

少子的注入

前面扩散理论的分析中,电流是如何产生的?以N型半导体的金半接触为例,结面的电子浓度为n(0)=n0exp(−qVDk0T)n(0) = n_{0}exp(-\frac{qV_{D}}{k_{0}T})n(0)=n0​exp(−k0​TqVD​​),低于半导体内的电子浓度。平衡时,扩散电流和电场作用下的漂移流相抵消,外加正向电压时,电场作用减弱,扩散流占主导,形成正向电流

而在这个过程中,N型半导体的少子空穴做了什么?首先,在结面的空穴浓度p(0)=p0exp(qVDk0T)p(0) = p_{0}exp(\frac{qV_{D}}{k_{0}T})p(0)=p0​exp(k0​TqVD​​),大于体内的空穴浓度。平衡时,扩散电流和电场作用下的漂移流相抵消,外加正向电压时,电场作用减弱,扩散流占主导,与电子扩散方向相反,对总的电流有贡献,如果VDV_{D}VD​很大,那么空穴的浓度梯度就会很大,对总电流的贡献相当可观

实际上,扩散进入半导体内的空穴不是马上复合完的,必须在阻挡层和中性区边界形成积累,然后依靠扩散运动继续进入半导体内部。所以,空穴对总电流的贡献还取决与空穴进入半导体体内的扩散效率

欧姆接触

金半接触分为两种类型:

  • 整流接触(肖特基接触)
  • 非整流接触(欧姆接触)

欧姆接触不产生明显的附加阻抗,也不会使半导体内部的平衡载流子浓度发生显著改变。例如,对于肖特基接触,接触产生的阻挡层是高阻区域,会使接触的整个系统的电阻增大,而对于欧姆接触,只在半导体侧表面形成一层很薄的多子积累区域,对导电性能的影响微小

怎样实现欧姆接触

  1. 不考虑表面态的话,选择合适的金属是个好办法。对N型半导体,可以选择满足Wm<WsW_{m} \lt W_{s}Wm​<Ws​的金属,对P型半导体,可以选择满足Wm>WsW_{m} \gt W_{s}Wm​>Ws​的金属
  2. 然而实际情况是:Ge、Si、GaAs这些常用的半导体都有很高的表面态密度,一般选择利用隧道效应的方法来制造欧姆接触,例如,用重掺杂的半导体与金属接触,可以有效提高隧道电流。 :::
Prev
金半接触整流理论