Выпрямляющие контакты

Контакты металл-полупроводник

 

Рассмотрим на примере контакта металл-полупроводник типа . Рассмотрим рис. 3.4. Уровень Ферми у металлов расположен в зоне проводимости. Уровень Ферми у полупроводника у потолка валентной зоны – . Пусть . Тогда потенциал выхода электронов из металла, который отсчитывается от уровня Ферми до потенциала свободного электрона , будет меньше потенциала выхода электронов из полупроводника . При контакте электроны из металла перейдут в полупроводник. Уход электронов из металла приведет к образованию в нем очень тонкого обедненного слоя положительных ионов. Так как в металле электронов очень много, то этот слой влияния на общий контакт оказывать не будет. Электроны, попав в слой, будут рекомбинировать с дырками. Концентрация дырок в приграничном слое уменьшится, уровень Ферми отойдет от потолка зоны валентной к середине запрещенной зоны. Тип проводимости при этом не меняется. На зонной диаграмме контакта это отражено искривлением границ зон в полупроводнике.

Высота потенциального барьера равна контактной разности потенциалов или разности потенциалов выхода .

Контакт обладает вентильными свойствами, т.к. внешнее напряжение оказывается приложенным к обедненному слою, т.е. к переходу. Его ширина и высота потенциального барьера будет зависеть от величины и полярности прикладываемого напряжения.

Пример контакта такого типа .

Аналогично работает контакт , если , т.е. .

Существенной особенностью выпрямляющих контактов металл-полупроводник является отсутствие инжекции неосновных носителей через переход. Отсюда не требуется времени на рассасывание неосновных носителей, увеличивается скорость передачи информации. Контакты такого рода находят очень широкое применение в быстродействующих электронных устройствах (диоды с барьером Шоттки).