§6.1金属/半导体接触 6.15MS接触的电势分布和 Poisson方程求解 金属和半导体接触在半导体表面形成的表面势为: =中1-的s=v(0) 2 8 耗尽层厚度与表面势的 电荷密度 关系满足: Charge density 8 电场 gNd Electric field 耗尽层电荷量为 电势 0=qAxa Nd=A2 qEs, N ao Potential 其中A为半导体耗尽区横 截面积 等同于PN结的单边突变结的结果
§6.1 金属/半导体接触 金属和半导体接触在半导体表面形成的表面势为： 2 2 1 )0( d Si d SMi x qN ε ψφφφ ==−= 耗尽层厚度与表面势的 关系满足： 耗尽层电荷量为： 其中A为半导体耗尽区横 截面积 d iSi d qN x 2 φε = dd == 2 NqANqAxQ φε idSi 6.1.5 M/S接触的电势分布和Poisson方程求解 电荷密度 电场 电势 d Si d x qN ε 2 2 1 d Si d x qN ε 等同于PN结的单边突变结的结果
§6.2实际肖特基势垒高度的调制 实际测量的M/S肖特基势垒参数与理论结果不一致,为了解 释实验结果,人们探讨了各种可能影响和调整肖特基势垒 的因素,建立相应的理论。这些因素包括: 镜像力 界面态 62.1MS中的镜像力和镜像力引起的势垒降低 如果金属和半导体功函数不同,则在形成MS接触达到热 平衡时,会发生载流子的再分布,并在半导体表面区域产 生净电荷。这种净电荷会在金属中感应形成镜像电荷, 者形成镜像力,这种镜像力的作用势会引起肖特基势垒高 度的降低。这种由镜像力引起的肖特基势垒降低的值约在 10~20mⅤ范围
§6.2 实际肖特基势垒高度的调制 6.2.1 M/S中的镜像力和镜像力引起的势垒降低 如果金属和半导体功函数不同，则在形成M/S接触达到热 平衡时，会发生载流子的再分布，并在半导体表面区域产 生净电荷。这种净电荷会在金属中感应形成镜像电荷，二 者形成镜像力，这种镜像力的作用势会引起肖特基势垒高 度的降低。这种由镜像力引起的肖特基势垒降低的值约在 10~20 mV范围。 实际测量的M/S肖特基势垒参数与理论结果不一致，为了解 释实验结果，人们探讨了各种可能影响和调整肖特基势垒 的因素，建立相应的理论。这些因素包括： •镜像力 •界面态
§6.2实际肖特基势垒高度的调制 621M/S中的镜像力和镜像力引起的势垒降低 镜像电荷和镜像 镜像力和镜像势的表达式 力的概念 镜像力是库仑引力的一种,表达式如下 2 Image charge g5 4mEs(2x)1676x 由镜像力引起得静电能是指将 电荷从x处移动到∞处所需要得 能量,计算表达式如下: E F. dx 167ex
§6.2 实际肖特基势垒高度的调制 6.2.1 M/S中的镜像力和镜像力引起的势垒降低 镜像电荷和镜像 力的概念 镜像力和镜像势的表达式 镜像力是库仑引力的一种，表达式如下： 由镜像力引起得静电能是指将 电荷从 x 处移动到∞处所需要得 能量，计算表达式如下： 2 2 2 2 16)2(4 x q x q qF Si Si im πε πε ξ −= − =−= x q dxFE x Si im im 16πε 2 − == ∫ ∞
§6.,2实际肖特基势垒高度的调制 62.1MS中的镜像力和镜像力引起的势垒降低 假设在不考虑镜像力时,电子的能量为: E,=q(x)=E2(x)=E(x),。 Image 其中ECx)是导带在x的能量( Stars x) Potential 势能)。根据电势叠加原理, 镜像势 考虑镜像力引起的能量因素后 goB ,总能量为 SEMICONDUCTOR e=E +e METAL 半导体 E(x)=-q④s(x) 金属 16兀Ex
§6.2 实际肖特基势垒高度的调制 6.2.1 M/S中的镜像力和镜像力引起的势垒降低 假设在不考虑镜像力时，电子的能量为： 其中EC(x)是导带在x的能量（ 势能）。根据电势叠加原理， 考虑镜像力引起的能量因素后 ，总能量为： 金属 半导体 镜像势 xExExqE )()()( s = Φ− S = C = i = + EEE sim x q xqxE Si S 16πε )()( 2 −Φ−=