Эффект Шоттки в запорном слое

Полученное выражение для ∆Ф из уравнения (61) можно было бы использовать и для границы раздела металл - полупроводник, учитывая только, что в полупроводнике относительное значение диэлектрической проницаемости равно не единице, На малом участке от 0 до Хм (рисунок 6) в ОПЗ является константой и равна напряженности в точке х = 0. Тогда

Рисунок 6. Энергетическая диаграмма контакта металл-полупроводник с учетом эффекта Шоттки при наличии прямого смещения.

Но из соотношения (52) видно, что . Подставляя в выражение для ∆Ф, получим

(63)

С учетом эффекта Шоттки вольтамперная характеристика запорного слоя по диодной теории запишется в следующем виде:

(64)

При прямом смещении U > 2,3 кТ/е

(65)

Поскольку в этом случае , то должно расти с увеличением U немного медленнее, чем . В первом приближении этот эффект можно учесть, вводя в знаменатель показателя этой экспоненты параметр n > 1. Тогда

(66)

Отсюда

(67)

Из экспериментальных данных следует, что для диодов на основе Si, GaAs и GaP значения Фб составляют примерно 2/3 от ширины запрещенной зоны. Этот факт указывает на то, что на границе раздела барьерообразующего металла с этими полупроводниками имеется высокая плотность поверхностных состояний (фиксирующих положение уровня Ферми на поверхности), расположенных выше потолка валентной зоны на Eg/3.

При достаточно большом обратном напряжении, когда и eU» Фо из соотношений (58) и (59) следует, что

(68)

Сравнительно медленный рост обратного тока при увеличении U, наблюдался экспериментально. Аналогичное влияние эффект Шоттки должен оказывать и на вольтамперные характеристики, описываемые диффузионной теорией выпрямления.

1. Эффект Шоттки

1.1 Термоэлектронная эмиссия

1.2Контактная разность потенциалов

1.3 Контакт полупроводника с металлом. Запорный слой

1.4 Распределение потенциала в запорном слое и ширина запорного слоя

1.5 Емкость запорного слоя Шоттки

1.6Диодная теория выпрямления запорного слоя Шоттки

1.7 Диффузионная теория выпрямления запорного слоя Шоттки

1.8 Эффект Шоттки на границе раздела металл-вакуум

1.9 Эффект Шоттки в запорном слое