Контакт металла с полупроводником

Различают выпрямляющий и невыпрямляющий контакт. Вид контакта определяется соотношением работ выхода из металла (j_Ме) и полупроводника (j_п). Работа выхода из твердого тела – это работа, которую необходимо затратить для перевода электрона с уровня Ферми в вакуум.

Рассмотрим для случая n-полупроводников:

а) при j_Ме > j_п за счет разности работ выхода j_Ме – j_n = j_Mn создается контактная разность потенциалов. Электроны переходят из полупроводника в металл. Металл заряжается отрицательно за счет электронов, а в полупроводнике в приконтактном слое создается положительный объемный заряд доноров – область, обедненная носителями заряда, т.е. запирающий слой. Он обладает повышенным сопротивлением, определяющим сопротивление всей системы. Этот контакт называется барьером Шоттки.

Если к металлу приложить плюс (см. рисунок 1.4), а к n-полупроводнику – минус, электроны в n-полупроводнике движутся к переходу, потенциальный барьер j_К уменьшается. Если же изменить полярность приложенного напряжения, электроны будут двигаться от перехода, потенциальный барьер j_К увеличивается. Т.е. контакт обладает односторонней проводимостью. Такой контакт выполняется методом напыления металла на полупроводник в вакууме;

б) при j_Ме < j_n электроны переходят из металла в полупроводник. В приконтактном слое полупроводника увеличивается концентрация электронов, т.е. слой обогащается носителями заряда, и сопротивление его понижается. Общее сопротивление системы определяется сопротивлением нейтрального слоя полупроводника и не зависит от величины и полярности приложенного напряжения. Контакт называется невыпрямляющим или омическим.

Омические контакты нужны для соединения полупроводника с внешними токоведущими частями.