《半導體器件物理課件第四章.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《半導體器件物理課件第四章.ppt（67頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第四章 金屬 半導體結 引言 金屬 半導體形成的冶金學接觸叫做 金屬 半導體結 （ M-S結）或金屬半導體接 觸。把須狀的金屬觸針壓在半導體晶體上或者在高真空下向半導體表面上蒸鍍大面 積的金屬薄膜都可以實現(xiàn)金屬 半導體結，前者稱為 點接觸 ，后者則相對地叫做 面 接觸 。金屬 半導體接觸出現(xiàn)兩個最重要的效應：其一是整流效應，其二是歐姆效 應。前者稱為整流接觸，又叫做整流結。后者稱為歐姆接觸，又叫做非整流結。 金屬 半導體結器件是應用于電子學的最古老的固態(tài)器件。 1874年布朗（ Brawn）就提出了金屬與硫化鉛晶體接觸間具有不對稱的導電特性。 19

2、06年皮卡德（ Pickard）獲得了硅點接觸整流器專利。 1907年皮爾斯（ Pierce）提出，在各種半導體上濺射金屬可以制成整流二極管。 二十年代出現(xiàn)了鎢硫化鉛點接觸整流器和氧化亞銅整硫器。 1931年肖特基 (Schottky)等人提出 M-S接觸處可能存在某種“勢壘”的想法。 1932年威爾遜（ Wilson）等用量子理論的隧道效應和勢壘的概念解釋了 M-S接觸的整 流效應。 引言 1938年肖特基和莫特（ Mott）各自獨立提出電子以漂移和擴散的方式越過勢壘的觀 點。 同年，塔姆（ Tamm）提出表面態(tài)的概念。 1947年巴?。?Bard

3、ein）提出巴丁勢壘模型。 由于點接觸二極管的重復性很差， 50年代，在大多數(shù)情況下它們已由 PN結二極管所 代替。 到 70年代，采用新的半導體平面工藝和真空工藝來制造具有重復性的金屬 半導體 接觸，使金屬 半導體結器件獲得迅速的發(fā)展和應用。 非整流結不論外加電壓的極性如何都具有低的歐姆壓降而且不呈整流效應。這種接 觸幾乎對所有半導體器件的研制和生產(chǎn)都是不可缺少的部分，因為所有半導體器件 都需要用歐姆接觸與其它器件或電路元件相連接。 概念 ：同質(zhì)結、異質(zhì)結、金半結、歐姆接觸 同質(zhì)結：同材料 PN結 異質(zhì)結：不同材料 PN結 金半結：金屬與半導體接觸（肖特基勢壘二

4、極管 ） 歐姆接觸：沒有整流效應的接觸 功函數(shù)：電子溢出表面吸收的最小能量。 0mF me E E 金屬的功函數(shù)： 0sF se E E 半導體的功函數(shù)： 0 c c F sE E E E c F nsEE 電子親和能 4.1肖特基勢壘 4.1肖特基勢壘 一、 肖特基勢壘的形成（考慮金屬與 N-半導體） 半導體功函數(shù) 金屬的功函數(shù) 半導體的電子親和勢。 假設半導體表面沒有表面態(tài)，接觸是理想的，半導體能帶直到表面都是平直的。 自建電勢差 肖特基勢壘高度

5、 或 (體電勢 ) 其中 mqSq Sq mq S 0 （ 4-1-1） （ 4-1-3） d C T C nTFcn N NV n NlVqEEV ln （ 4-1-4） sm 0 nb V 0 smb xqq （ 4-1-2） 4.1肖特基勢壘 二、加偏壓的肖特基勢壘 正偏壓：在半導體上相對于金屬加一負電壓 。 半導體 金屬之間的電勢差減少為 ， 變成 ， 反偏壓：正電壓 加于半導體上。 勢壘被提高到 （ 圖 4-2c）。 （ a

6、 耗 盡 層耗 盡 層 ） 耗 盡 層耗 盡 層 （ b ） V V0 0q 0()qV RV )( 0 RVq 圖 4-2 肖特基勢壘的能帶圖 （ a） 未加偏壓 （ b） 加有正向偏壓 （ c） 加有反向偏壓 qV bq RqV 0()qV 0q b q bq 4.1肖特基勢壘 對于均勻摻雜的半導體，類似于 結，在空間電荷區(qū)解 Poisson方程 可得空間電荷區(qū)寬度： NP 21002 d R qN VkW （ 4-1-5） 結電容 ： AV Nqk W AkC R d 21 0 00 2 （ 4-1-6） 或

7、 02 0 2 21 Rd VANqkC （ 4-1-7） 4.1肖特基勢壘 與 P-N結情形一樣，可以給出 與 的關系曲線以得到直線關系 （圖 4-3）。從中可以計算出自建電勢和半導體的摻雜濃度。 21C RV 圖 4-3 鎢 硅和鎢 砷化鎵的二極管 1/C2與外加電壓的對應關系 1 0 1 2 3 4 0 2 4 6 8 10 12 14 1/ C 2 （ cm 2 /F ） 2 10 15 V R （ V ） 4.1肖特基勢壘 例題： 從圖 4-3計算硅肖特基二極管的施主濃度、自建電勢和勢壘高度。 解 利用（ 4-

8、1-7）式 ，寫成 在圖 4-3中電容是按單位面積表示的，因此 。我們求得 時： ， 因此 22 0 2 0 2 0 1 2 1 2 C V AqkCd Vd AqkN RR d 1A VVR 1 2 1 5 2 1 51 6 1 0 2 1 1 0 . 6 1 0RC V V C ， 時 ， 16 2 2 152 1 2.17 10 ( ) 4.6 101 RV V F c m C 4.1肖特基勢壘 由于從圖 4-3有 ，所以有 24.0106.2 108.2l

9、n026.0ln 15 19 d c Tn N NVV V4.00 64.024.04.00 nb V 4.1肖特基勢壘 小結 金屬 半導體接觸出現(xiàn)兩個最重要的效應：整流效應和歐姆效應 。 前者稱為整流接 觸 ， 又叫做整流結 。 后者稱為歐姆接觸 ， 又叫做非整流結 。 金屬與 N型半導體接觸如果金屬的功函數(shù)大于半導體的功函數(shù)則將形成肖特基勢壘 。 畫出了熱平衡情況下的肖特基勢壘能帶圖 。 半導體空間電荷層自建電勢為 肖特基勢壘高度為 或 sm 0 smb xqq nb V 0 d C T C nTFcn N NV n Nl

10、VqEEV ln 4.1肖特基勢壘 小結 畫出了加偏壓的的肖特基勢壘能帶圖 ， 根據(jù)能帶圖解釋了肖特基勢壘二極管的整流 特性 。 由于金屬中具有大量的電子 ， 偏壓情況下金屬費米能級不變 ， 因此 不變 不變亦可從公式 （ 4-3） 看出 解 Poisson方程可得肖特基勢壘的空間電荷區(qū)寬度 式中 為半導體的摻雜濃度， 為反向偏壓。 bq bq 21002 d R qN VkW dN R V 4.1肖特基勢壘 小結 肖特基勢壘結電容 或 與 P-N結情形一樣 ， 可以由 與 的關系曲線求

11、出自建電勢和半導體的摻雜 情況 。 AV Nqk W AkC R d 21 0 00 2 02 0 2 21 Rd VANqkC 21C RV 4.2界面態(tài)對勢壘高度的影響 4.2界面態(tài)對勢壘高度的影響 由 （ 4-1-2）式所確定的勢壘高度，往往與根據(jù) C V曲線測量所得到的 不一致。這是因為在實際的肖特基二極管中，在界面處晶格的斷裂產(chǎn) 生大量能量狀態(tài)，稱為 界面態(tài)或表面態(tài) ，位于禁帶內(nèi)。界面態(tài)通常按能量 連續(xù)分布，并可用一中性能級 表征。 若 與費米能級對準，則凈表 面電荷為零。在實際的接觸中， 時，界面態(tài)的凈電荷為正，

12、類似 于施主。這些正電荷和金屬表面的負電荷所形成的電場在金屬和半導體之 間的微小間隙 中產(chǎn)生電勢差，所以耗盡層內(nèi)需要較少的電離施主以達 到平衡。 0E 0E 0E FE bq 4.2界面態(tài)對勢壘高度的影響 4-4 被表面態(tài)鉗制的費米能級 4.2界面態(tài)對勢壘高度的影響 結果是，自建電勢被顯著降低如圖（ 4-4a）， 并且，根據(jù)式（ 4-1-3）， 勢壘高度 也被降低。從圖 4-4（ a） 看到，更小的 使 更近 。與 此類似，若 ，則在界面態(tài)中有負電荷，并使 增加，還是使 和 接近（圖 4-4b

13、）。 因此，界面態(tài)的電荷具有負反饋效應，它趨向于 使 和 接近。若界面態(tài)密度 很大， 則費米能級實際上被鉗位 在 （稱為 費米能級釘扎效應 ），而 變成與金屬和半導體的功函數(shù)無 關。 b FE 0E 0E FE b FE 0E FE 0E b 0E bq 4.2界面態(tài)對勢壘高度的影響 表 4-1 以電子伏特為單位的 N型半導體上的肖特基勢壘高度 4.3鏡像力對勢壘高度的影響 4.3鏡像力對勢壘高度的影響 圖 4-5 鏡像力降低金屬 半導體勢壘 如圖 4.5（ c） 所示 。 可見原來的理

14、想肖特基勢壘的電子能量在 處下降 ， 也就是 說使肖特基勢壘高度下降 。 這就是肖特基勢壘的鏡像力降低現(xiàn)象 ， 又叫做 肖特基效應 ， 如圖 4-5所示 。 0 x 4.3鏡像力對勢壘高度的影響 三、 鏡像力對勢壘高度的影響 一、鏡像力降低肖特基勢壘高度（肖特基效應）： 鏡象力引起的 電子電勢能為 其中邊界條件取為 : 時 ， 和 時 ， 。 如圖 4.5（ b） 所示 。 20 2 2 0 2 1624 xk q xk qF xk qF d

15、 xxE x 0 2 1 16)( x 0 x E （ 4-3-1） （ 4-3-2） 1 0E 4.3鏡像力對勢壘高度的影響 將原來的理想肖特基勢壘近似地看成是線性的 ， 因而界面附近的導帶底勢能曲線寫做 其中 為表面附近的電場 ， 等于勢壘區(qū) 最大電場 （ 包括內(nèi)建電場和偏壓電場 ） 。 總勢能為 xqxE )(2 xqxkqxExExE 0 2 21 16)( （ 4-3-3） （ 4-3-4） 4.3鏡像力對勢壘高度的影響 2 2 0 2 0 0 0 16 16 16 m m m q q kx q

16、 kx q x k 二、勢壘降低的大小和發(fā)生的位置 ： 設勢壘高度降低的位置發(fā)生在 處，勢壘高度降低值為 。 mx bq 令 ， 由 （ 4-3-4） 式得到 0 dx xdE （ 4-3-5） 2 0 () 16 qE x q xkx 4.3鏡像力對勢壘高度的影響 由于 故 大電場下，肖特基勢壘被鏡 像 力降低很多。 mxE m m b xqxk qq 0 2 16 00 4 216 kqxxkqx m m mb （ 4-3-6） cmV510 cmV1710 ,6,12.0 nm

17、xevq mb nmxevq mb 1,2.1 4.3鏡像力對勢壘高度的影響 鏡 像 力使肖特基勢壘高度降低的 前提 是金屬表面附近的半導體導帶要 有電子存在 。 所以在測量勢壘高度時 ， 如果測量方法與電子在金屬和半導體間的輸 運有關 ， 則所得結果是 ；如果測量方法只與耗盡層的空間電荷有 關而不涉及電子的輸運 （ 例如電容方法 ） ， 則測量結果不受鏡像力影響 。 bb 4.3鏡像力對勢壘高度的影響 空穴也產(chǎn)生鏡像力 ， 它的作用是使半導體能帶的價帶頂附近向上彎曲 ， 如圖 4-6所示 ， 但它不象導帶底那樣有極值 ， 結果使接觸處的能帶變

18、窄 。 FM E 圖 4 - 6 鏡像力對半導體能帶的影響 4.3鏡像力對勢壘高度的影響 小結 肖特基效應：鏡像力使理想肖特基勢壘的電子能量在下降 ， 也就是使肖特基勢壘高 度下降 。 這種效應叫做肖特基效應 。 作為一種近似把理想肖特基勢壘半導體勢壘區(qū)電子能量看做是線性的： 根據(jù)總能量 和圖 4.5c解釋了肖特基效應 。 xqxE )(2 xqxkqxExExE 0 2 21 16)( 4.3鏡像力對勢壘高度的影響 小結 計算了肖特基勢壘的降低和總能量最大值發(fā)生的位置： 016 m qx k 04 b q k 4.4肖特

19、基勢壘二極管的電流電壓特性 4.4肖特基勢壘二極管的電流電壓特性 熱電子和 熱載流子二極管 ：當電子來到勢壘頂上向金屬發(fā)射時，它們的能量比 金屬電子高出約 。進入金屬之后它們在金屬中碰撞以給出這份多余的能量之前， 由于它們的等效溫度高于金屬中的電子，因而把這些電子看成是熱的。由于這個緣故， 肖特基勢壘二極管有時被稱為熱載流子二極管。這些載流子在很短的時間內(nèi)就會和金 屬電子達到平衡 ，這個時間一般情況小于 一、空間電荷區(qū)中載流子濃度的變化 對于非簡并化情況，導帶電子濃度和價帶空穴濃度為 ns1.0 bq KTEE i KTEE i Fi iF enp en

20、n （ 4-5-1） 4.4肖特基勢壘二極管的電流電壓特性 設半導體內(nèi)本征費米能級為 ，熱平衡時半導體內(nèi)部的載流子濃度為 表面空間電荷區(qū)內(nèi)，本征費米能級為 則空間電荷區(qū)中載流子濃度為 （ 4-5-2） 0iE KTEE i KTEE i Fi iF enp enn 0 0 0 0 )()( 0 xqExE ii （ 4-5-3） TVxKTxq enenxn )(0)(0)( TVxKTxq epepxp )(0)(0)( （ 4-5-4） （ 4-5-5） 4.4肖特基勢壘二極管的電流電壓特性 在半導體與金

21、屬界面處 稱為表面勢。 取半導體內(nèi)為電勢零點，則表面勢 =- 二、電流電壓特性李查德杜師曼（ Richardson-dushman） 方程 在 M-S 界面 （ 4-5-6） （ 4-5-7） Ts Vs enn 0 Ts Vs epp 0 s s 0 Ts Vs enn 0 4.4肖特基勢壘二極管的電流電壓特性 （ 4-5-9） Tb TTn T V c VVV c V s eN eeN enn 0 0 0 Tb VcS eNn 即 當有外加電壓 時 V Tb VVcS eNn

22、 （ 4-5-10） 4.4肖特基勢壘二極管的電流電壓特性 由氣體動力論 ， 單位時間入射到單位面積上的電子數(shù)即進入金屬的電子數(shù)為 式中 為熱電子的平均熱運動速度 ， 為電子有效質(zhì)量 。 于是電子從半導體越過勢壘向金屬發(fā)射所形成的電流密度為 與此同時電子從金屬向半導體中發(fā)射的電流密度為 （ 4-5-11） thSvn4 1 m kTv th 8 m b 4 TVVc thSM qN vJe b 4 TVc thMS qN vJe （ 4-5-12） 4.4肖特基勢壘二極管的電流電壓特性 總電流密度為 導帶有效狀態(tài)

23、密度為 ， 代入 、 ， 得到熱電子發(fā)射理 論的電流 電壓關系 （ 4-5-14） 1 4 TTbC VVVth MSSM ee vqN JJJ （ 4-5-13） 323*22 hKTmN C CN thv 1 1 0 2 T TTb VV VVV eJ eeTRJ 4.4肖特基勢壘二極管的電流電壓特性 其中 稱為有效里查森常數(shù) ， 它是在電子向真空中發(fā)射時的里查森常數(shù)中 ， 用半導體 電子的有效質(zhì)量代替自由電子質(zhì)量而得到的 。 代入有關常數(shù) ， 最后得到 的單位為 ， 其數(shù)值依賴于有

24、效質(zhì)量 ， 對于 N型硅和 P型硅 ， 分別為 110和 32；對于 N型和 P型 ， 分別為 8和 74。 （ 4-5-15） Tb VeTRJ 20 * 32*4* hqKmR （ 4-5-16） （ 4-5-17） R 22 cmKA GaAs 2200* * 1 2 0 *R R m m m m A c m K 4.4肖特基勢壘二極管的電流電壓特性 當肖特基勢壘被施加反向偏壓 時 ， 將 （ 4-5-14） 式中的 換成 即可得到 反向偏壓下的電流 電壓關系 。 于是 ， 結在正反兩種偏壓下的電流 電壓關系

25、可以統(tǒng)一用下式表示 稱為理想化因子 ， 它是由非理想效應引起的 。 對于理想的肖特基勢壘二極管 ， 兩種肖特基二極管的實驗 特性示于圖 4-7中 。 （ 4-5-18） （ 4-5-19） V RV SM 10 TnVVeJJ 10 TnVVeII n 1n VI RV 4.4肖特基勢壘二極管的電流電壓特性 圖 4.7 和 肖 脫 基二 極 管正向 電 流密度 與電壓 的 對應關 系 SiW GaAsW 4.4肖特基勢壘二極管的電流電壓特 性 使正向 曲線延伸至 ， 可以求出參數(shù)

26、 ， 可以用它和 （ 4-5-15） 式一起來求出勢壘高度 。 理想化因子可由半對數(shù)曲線的斜率計算出來 。 對于 Si二極管得到 ， 二極管 n=1.04。 可見 （ 4-5-14） 式較好地適 于 , ,和 等常用半導體材料作成的肖特基勢壘 。 以上分析說明 ， 肖特基勢壘電流基本上是由多子傳導的 ， 是一種多子器件 。 值得指出的是 ， 根據(jù)式 （ 4-5-15） ， 反向電流應為常數(shù) ， 這與實驗數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差 。 其原因之一是 4.3 節(jié)中所指出的鏡像力作用 。 把 換成 ， 則飽和電 流改為 （

27、 4-5-20） 實驗發(fā)現(xiàn) ， 用上述方程來描述肖特基勢壘二極管的電流電壓特性更為精確 ， 特別 是對反向偏壓情況的描述 。 VI 0V 0J 02.1n GaAs Ge Si GaAs b bb Tbb VeTRJ 20 * 4.4肖特基勢壘二極管的電流電壓特性 三、少數(shù)載流子電流 空穴從金屬注入到半導體中形成電流。這個電流實際上是半導體價帶頂附近的電子流 向金屬費米能級以下的空狀態(tài)而形成的。 其中 10 TVVpp eII kTE pd Vcp p ge LN NNq A DI 0 （ 4-5-21） （ 4-5-22） 在象硅 這樣 的共

28、價 鍵 半 導 體中 要比 小的多， 結 果是 熱 離子 發(fā) 射 電 流通常 遠遠 大 于少 數(shù)載 流子 電 流 . b gE 4.4肖特基勢壘二極管的電流電壓特性 例：一個肖特基勢壘二極管， ，計算勢壘高度和耗盡層寬度。比較多數(shù)載 流子電流和少數(shù)載流子電流，假設 解： 由圖 4-7求得 。由方程（ 4-5-15） 31610 cmN d sp 610 50 105.6 J 2cmA = = Tb V 0 2 ln JTR 5 2 105.6 3 0 01 1 0ln0 2 6.0 V67.0 VNNVV

29、d C Tn 17.0ln 于是 VV nb 50.017.067.00 4.4肖特基勢壘二極管的電流電壓特性 時，耗盡層寬度為 設 （ ），則 因此 0RV scmD p 236 時31610 cmN d cmDL ppp 3106 211 163 210192 0 10210106 )105.1(36106.1 cmA NL nqDJ dp ip p 6 11 5 0 0 102.3 102 105.6 PJ J 5002 2 .6 1 0 d kW c m qN 4.4肖特基勢壘二極管

30、的電流電壓特性 小結 概念：表面勢 、 熱電子 、 熱載流子二極管 、 里查森常數(shù) 、 有效里查森 常數(shù) 表面空間電荷區(qū)內(nèi)載流子濃度表達式和半導體表面載流子濃度表達式： TVxKTxq enenxn )(0)(0)( TVxKTxq epepxp )(0)(0)( Ts Vs enn 0 Ts Vs epp 0 4.4肖特基勢壘二極管的電流電壓特性 小結 根據(jù)氣體動力論給出了從半導體進入金屬的電子流密度： 式中 為熱電子的平均熱運動速度 ， 為電子有效質(zhì)量 。 電流電壓特性 李查德杜師曼 （ Richardson-dushman） 方

31、程 給出了少子空穴電流并與多子電流作了比較 ， 少子空穴電流可以忽略 。 thSvn4 1 m kTv th 8 m 10 TnVVeJJ 10 TnVVeII 4.5肖特基勢壘二極管的結構 4.5肖特基勢壘二極管的結構 N 2 SiO M （ a ） 耗盡層 N N N 2 SiO M （ b ） N N 2 SiO M （ c ） p 保護環(huán) 圖 4-8 實用的肖特基二極管結構： （ a） 簡單接觸 ， （ b） 采用金屬搭接 ， （ C） 采用保護環(huán)二極管 。 4.6金屬 絕緣體 半導體肖

32、特基二極管 4.6金屬 絕緣體 半導體肖特基二極管 圖 4-9 結構的能帶圖 MIS 4.6金屬 絕緣體 半導體肖特基二極管 傳導電流是由載流子隧道穿透氧化層所形成的： 從導帶邊緣算起的平均勢壘高度，以電子伏特為單位。 氧化層厚度，以埃為單位。 的乘積無量綱， 在一般情況下 ， 若外加電壓不變 ， 薄氧化層只減少多數(shù)載流子電流 ， 但不降低少 數(shù)載流子電流 。 這導致少數(shù)載流子電流與多數(shù)載流子電流的比率的增長 。 結果是增加 了少數(shù)載流子的注入比 ， 這有利于改善諸如太陽電池和發(fā)光二極 管等器件的 性能 。 nK TqVKTqx

33、 eeeTARI b 212* （ 4-6-1） x 21x 4.7肖特基勢壘二極管和 P-N結二極管 之間的比較 4.7肖特基勢壘二極管和 P-N結二極管之間的比較 肖特基勢壘二極管是多子器件 ， P-N結二極管是少子器件 。 （ 1） 在肖特基勢壘中 ， 由于沒有少數(shù)載流子貯存 ， 因此肖特基勢壘二極管適于高頻和快 速開關的應用 。 （ 2） 肖特基勢壘上的正向電壓降要比 P-N結上的低得多 。 低的接通電壓使得肖特基二極 管對于 鉗 位和限輻的應用具有吸引力 。 （ 3） 肖特基勢壘的溫度特性優(yōu)于 P-N結 。 （ 4） 噪聲特性也 優(yōu)于 P-N結 。 此外 ， 肖

34、特基勢壘二極管制造工藝簡單 。 4.7肖特基勢壘二極管和 P-N結二極管之間的比較 4.7肖特基勢壘二極管和 P-N結二極管之間的比較 4.7肖特基勢壘二極管和 P-N結二極管之間的比較 小結 肖特基勢壘二極管是多子器件，與 P-N結二極管相比具有高頻、高速，低接通 電壓，低溫度系數(shù)和低噪聲的特點 肖特基勢壘二極管制造工藝比 P-N結二極管制造工藝簡單得多。 4.8肖特基勢壘二極管的應用 4.8肖特基勢壘二極管的應用 肖特基二極管的等效電路 s r d C d r 圖 4 - 12 肖特基二極管的 等效電路 Cd結電容 ， rs串聯(lián)電阻 。

35、 （ 4-8-1） 為二極管結電阻（擴散電阻）。 dI dVr d 4.8肖特基勢壘二極管的應用 一、 肖特基勢壘檢波器或混頻器 由電磁學，復阻抗 當 時在 上的功率耗散和在結上的相等。式中 稱 為截止頻率。 因為 ，所以有 對于高頻運用， 、 和 都應該很小。如果半導體具有高雜質(zhì)濃度和高遷移率，是能 夠實現(xiàn)小的 。通過采用 材料，工作頻率接近 看來是有可能的。 222 (1 ) 1 r j cr cr Z 2221 d

36、dc d s rC rr Sr c dr Sr sdd c rrC 2 2 1 （ 4-8-3） dC dr sr Sr GaAs GHz100 4.8肖特基勢壘二極管的應用 肖特基勢壘鉗位晶體管 4.8肖特基勢壘二極管的應用 當開關晶體管飽和時 ， 集電結被正向偏置約達 0.5V。 若在肖特基二極管上的 正向壓降 （ 一般為 0.3V） 低于晶體管基極 集電極的開態(tài)電壓 ， 則大部分過量基 極電流流過二極管 ， 該二極管沒有少數(shù)載流子貯存效應 。 因此 ， 與單獨的晶體 管相比較 ， 合成器件的貯存時間得到顯著的降低 。 測得的貯存時間可以低于 1ns。 肖特基勢壘鉗位

37、晶體管是按示于圖 4-13b的結構以集成電路的形式實現(xiàn)的 。 鋁在輕摻雜的 N型集電區(qū)上能形成極好的肖特基勢壘 ， 并同時在重摻雜的 P型基 區(qū)上面形成優(yōu)良的歐姆接觸 。 這兩種接觸可以只通過一步金屬化作成 ， 無需額 外的工藝 。 4.8肖特基勢壘二極管的應用 小結： 肖特基勢壘二極管的等效電路 。 由于 肖特基勢壘二極管具有高頻 、 高速的優(yōu)點 ， 它們被應用于 肖特基勢壘檢 波器或混頻器和肖特基勢壘鉗位晶體管 。 肖特基勢壘檢波器的截止頻率定義為：隨著頻率升高 在 上的功率耗散將增 加 ， 當在 上的功率耗散和在結上的相等時的頻率定義為 截止頻率 。

38、肖特基勢壘 鉗 位晶體管的電路圖 、 集成結構示意圖 。 肖特基勢壘 鉗 位晶體管的工作原理 。 Sr Sr 4.9歐姆接觸：非整流的 M-S結 4.9歐姆接觸：非整流的 M-S結 歐姆接觸 :定義為這樣一種接觸，它在所使用的結構上不會添加較大的寄生阻抗，且 不足以改變半導體內(nèi)的平衡載流子濃度使器件特性受到影響。 考慮 ：歐姆結 ：整流結 ：歐姆結 ：整流結 < ：歐姆結 畫出了金屬 N型半導體 （ < ） 的能帶圖根據(jù)能帶圖解釋了 歐姆結的形成 。 由于表面態(tài)的存在金屬和半導體的歐姆接觸只是理想情況 。 一種實際可行的方法是使用金屬和重摻雜半導體來形成歐姆接觸 。 金 屬 和重 摻雜 半 導 體之 間 形成 歐 姆接 觸 的物理機制是 載 流子可以隧道穿透而不是越 過 勢壘 。 Sm S S S m m m m S 小結