第六章金属/半导体(MS)接触( Contact) 本章我们将介绍金属与半导体接触的能带特征以及载流子在 MS结构中的输运规律。 §61金属半导体接触和肖特基势垒 §62实际肖特基势垒高度的调制 §6.3肖特基二极管及其IV特性 §6.4M/S的欧姆接触 s6.5异质结
第六章 金属/半导体（M/S）接触（Contact Contact） 本章我们将介绍金属与半导体接触的能带特征以及载流子在 M/S结构中的输运规律。 §6.1 金属/半导体接触和肖特基势垒 §6.2 实际肖特基势垒高度的调制 §6.3 肖特基二极管及其IV特性 §6.4 M/S的欧姆接触 §6.5 异质结
§6.1金属半导体接触和肖特基势垒 M/S接触( Contact)为金属(M)与半导体(S)接触形成的 基本结构,通常形成肖特基势垒( Shottky barrier),其中肖特 基势垒是M/S肖特基接触的主要特征。在特定的条件下MS接 触可形成欧姆( Ohmic)型接触。 影响肖特基势垒的因素有:金属和半导体的功函数、金属感应 的镜像电荷产生的镜像势、界面的陷阱态能级及其密度等 6.1.1M/S接触的应用领域 在金属与半导体之间实现低电阻的欧姆接触,可为半导 体器件之间的连接提供的低阻互连 作为整流结(肖特基势垒)器件(肖特基二极管)使用
§6.1 金属/半导体接触和肖特基势垒 6.1.1 M/S接触的应用领域 •在金属与半导体之间实现低电阻的欧姆接触，可为半导 体器件之间的连接提供的低阻互连 •作为整流结（肖特基势垒）器件（肖特基二极管）使用 M/S接触（Contact）为金属（M）与半导体（S）接触形成的 基本结构，通常形成肖特基势垒 (Shottky Barrier)，其中肖特 基势垒是M/S肖特基接触的主要特征。在特定的条件下M/S接 触可形成欧姆（Ohmic）型接触。 影响肖特基势垒的因素有：金属和半导体的功函数、金属感应 的镜像电荷产生的镜像势、界面的陷阱态能级及其密度等
§6.1金属/半导体接触 6.12M/S接触的形成 MS结构通常是通过在干净的半导体表面淀积金属而 形成。利用金属硅化物( Silicide)技术可以优化和 减小接触电阻,有助于形成低电阻欧姆接触。 /OXIDE M POLY-Si 六:; SILICON
§6.1 金属/半导体接触 6.1.2 M/S接触的形成 M/S结构通常是通过在干净的半导体表面淀积金属而 形成。利用金属硅化物（Silicide）技术可以优化和 减小接触电阻，有助于形成低电阻欧姆接触
§6.1金属/半导体接触 6.1,3理想M/S接触的平衡能带图 1.热平衡条件:形成统一的费米能级,即E= Const ●在前面的讨论中,我们已经说明,任意半导体系统 在达到热平衡时,费米能级在空间范围内保持平直, 即E一常数。相关的能带图特征,在非均匀掺杂的半 导体系统(PN结)中已有演示。这一法则在两种不同 类型的材料接触形成的系统中仍然适用。 ●考虑两种材料:金属(M)与半导体(S)形成接触 ,设其各自费米能级分别为En和E。金属的功函数为 dn,半导体的功函数为d,亲和势为x
§6.1 金属/半导体接触 6.1.3 理想M/S接触的平衡能带图 1. 热平衡条件：形成统一的费米能级，即Ef = Const z在前面的讨论中，我们已经说明，任意半导体系统 在达到热平衡时，费米能级在空间范围内保持平直， 即Ef＝常数。相关的能带图特征，在非均匀掺杂的半 导体系统（PN结）中已有演示。这一法则在两种不同 类型的材料接触形成的系统中仍然适用。 z考虑两种材料：金属（M）与半导体（S）形成接触 ，设其各自费米能级分别为Ef1和Ef2。金属的功函数为 φM，半导体的功函数为φS，亲和势为χ
热平衡情形下,M和S之间电子的运动达到动态平衡。 热平衡时,电子从1到2(F12)和从到1(F2为)的 流量应该相等,即 I→2 fpig, (-pag2fD28201-pygr DI JD2 EC=E 其中和f2为电子的费米分布函数,g和g2为电子的态密度
热平衡情形下，M和S之间电子的运动达到动态平衡。 热平衡时，电子从1到2（F1→2）和从2到1（F2 → 1）的 流量应该相等,即 F1 → 2＝F2 → 1 fD1g1(1－fD2)g2＝fD2g2(1－fD1)g1 fD1= fD2 则 Ef1＝Ef2 其中fD1和fD2为电子的费米分布函数，g1和g2为电子的态密度