• мм,
is^1"'.......
Эта разность потенциалов
создается в приповерхностном слое полупроводника, в результате
возникает барьер Шоттки высотой ФМ-ФП =
Ф0. В реальных структурах металл—полупроводник это соотношение
не всегда строго выполняется, так как на поверхности полупроводника в
тонкой диэлектрической прослойке, возникающей из-за технологических
факторов между металлом и полупроводником, образуются локальные
поверхностные состояния. Электроны, находящиеся на них, экранируют
влияние металла так, что внутреннее электрическое поле в
полупроводнике определяется этими поверхностными
состояниями.
Как правило, наибольшей высотой
Ф0 обладают барьеры Шоттки нанесением на полупроводник я-типа
(GaAs, Si) пленки золота.
Известно, что барьер Шоттки
обладает выпрямительными свойствами при больших токах, обусловленных
целиком основными носителями заряда, а условие электронейтральности
по-прежнему определяется уравнением Q0 +
Qss + Qs = 0.
В частности, для контакта
металл—полупроводник и-типа оно выглядит следующим
образом:
(2.4)
где Qn = qN„ V' Vn
— объем полупроводника и-типа, м3; CL —
электри-
Д Д Д
Д
ческий заряд поверхностных
состояний на границе раздела металл—полупроводник, Кл;
QM — отрицательный заряд на поверхности металла,
который сильно влияет на краевой эффект при использовании барьеров Шоттки
для создания выпрямительных диодов на токи /вьшр > 100 А и
обратные напряжения Uo6p > 500 В,
Кл.
Условие (2.4) отличается от
условия электронейтральности для одного кристалла без поверхностных
эффектов, так как в кристалле полная сумма электрических зарядов подвижных
носителей и примесных ионов -Мц, NA должна быть
равна нулю. Если на единицу объема 1 см3 или 1 м приходится
Na донорных атомов, из которых
Nx не отдали свои электроны (следовательно,
нейтральны), то оставшиеся Na~Nx
доноров (на единицу объема) будут ионизированы и, следовательно,
будут заряжены.
Аналогично, на единицу объема 1
см3, 1 м3 приходится
NA~Ny отрицательно заряженных
ионизированных акцепторов, где Ny — число
акцепторных атомов, не захвативших электрона. Тогда условие
электронейтральности можно записать так:
(2.5)