logo

Главная Физика полупроводников Переход металл-полупроводник

Контакт металла с полупроводником (переход Шоттки)

Печать
Схемотехника

Свойства контакта металла с полупроводником зависят от работы выхода электронов из металла (\(W_{0м}\)) и из полупроводника (\(W_{0n}\), \(W_{0p}\)). Электроны переходят из материала с меньшей работой выхода в материал с большей работой выхода.

При контакте металла с электронным полупроводником при выполнении условия \(W_{0n} < W_{0м}\) электроны переходят из полупроводника в металл. Если осуществлен контакт металла с дырочным полупроводником и выполняется условие \(W_{0м} < W_{0p}\) , будет происходить переход электронов в полупроводник. И в том, и в другом случае произойдет обеднение свободными носителями заряда приконтактной области полупроводника и в зоне контакта возникнет, как и в случае обычного p-n-перехода, слой объемных зарядов (запирающий слой) и контактная разность потенциалов. Такой потенциальный барьер на границе контакта металла с полупроводником принято называть барьером Шоттки — по имени знаменитого физика Вальтера Германа Шоттки, который впервые теоретически описал этот эффект в 1938 году.

Обедненный слой обладает повышенным сопротивлением, которое может изменяться под воздействием внешнего напряжения. Следовательно, такой контакт имеет нелинейную характеристику и является выпрямляющим (его также принято называть переходом Шоттки). Перенос зарядов в этих контактах осуществляется основными носителями, и в них отсутствуют явления инжекции, накопления и рассасывания зарядов.

Таким образом, выпрямляющие контакты металл–полупроводник малоинерционны. Они служат основой создания диодов с барьером Шоттки, обладающих высоким быстродействием и малым временем переключения, а также полевых транзисторов Шоттки, находящих широкое применение в диапазоне СВЧ. Дополнительной важной особенностью перехода металл-полупроводник является меньшее прямое падение напряжения (примерно на 0,2 В) по сравнению с обычным p-n-переходом. Это востребовано в силовой электронике, где широкое распространение получили также выпрямительные диоды с барьером Шоттки. В оптоэлектронике получили широкое распространение СВЧ-фотодиоды с барьерами Шоттки, которые отличаются высокой чувствительностью и широким динамическим диапазоном.

Учитывая их низкую инерционность, переходы Шоттки часто используют в составе сложных полупроводниковых структур разных электронных приборов (биполярных и полевых транзисторов, тиристоров и т.д.) для улучшения их импульсных и частотных характеристик. Например, в цифровой интегральной схемотехнике очень популярны так называемые транзисторы Шоттки, в которых переход Шоттки формируется между базой и коллектором на интегральном уровне, путем раширения контакта базы на коллекторную область. Такие транзисторы являются основой для микросхем логики ТТЛШ (S-TTL, LS-TTL, ALS-TTL, F-TTL).

Если при контакте металла с полупроводником выполняется условие \(W_{0м} < W_{0n}\) или \(W_{0м} > W_{0p}\) , то приконтактный слой полупроводника обогащается основными носителями заряда и его сопротивление становится низким при любой полярности внешнего напряжения. Такой контакт имеет практически линейную характеристику и является невыпрямляющим.

 

 

 



Все права защищены © 1997-2011 Перепечатка возможна только по согласованию с владельцем авторских прав. admin@club155.ru

Яндекс.Метрика               Сервер радиолюбителей России - схемы, документация,

 соревнования, дипломы, программы, форумы и многое другое!   схемы новости электроники