势垒肖特基势垒
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发布时间：2024-10-23 22:50
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时间：2024-11-06 02:43
金属-半导体边界上形成的具有整流作用的区域，即所谓的势垒肖特基势垒。金属与半导体在热平衡时具有相同费米能级。电子由半导体向金属方向流动时需克服势垒，而金属到半导体方向则受到势垒阻挡。在施加正向偏置时，半导体侧的势垒降低，从而促使金属-半导体接触具有整流作用。但并非所有金属-半导体接触均能表现出整流特性，需满足特定条件，如金属的功函数需与半导体的功函数相匹配，以及半导体杂质浓度需达到一定数量级。
当半导体均匀掺杂时，肖特基势垒的空间电荷层宽度与单边突变P-N结的耗尽层宽度相一致。这一特性使得金属半导体接触在检波器的制作中得以广泛应用，早在20世纪30年代，这一整流特性便吸引了不少物理学家的关注。德国的W.H.肖脱基、英国的N.F.莫脱、苏联的Б.И.达维多夫分别发展了类似的理论，其核心在于界面处半导体一侧存在势垒，被称为肖特基势垒。
图2示意性地说明了如何利用肖特基势垒模型解释整流特性的机制。图中，J表示金属中电子越过势垒ψm热发射到半导体中的电流，J则表示半导体中的电子越过势垒qV热发射到金属中的电流。图2a展示了没有外加电压的平衡情况，此时J与J相抵，总电流为零。图2b展示了正向偏压下的情况，此时半导体侧的势垒降低，J（同时也是总电流）随外加电压指数增长。图2c则表示加反向偏压时，势垒高度qV增加，J随外加电压指数减小，总电流趋向饱和值J。
