金属与半导体之间的接触势垒是什么

鼠疫疫苗2023-05-08  30

金属与半导体之间的接触势垒是"肖特基势垒"。

它与其他半导体之间的接触一样,形成PN结、空间电荷区(耗尽层)和接触势垒;

它与其他半导体之间的接触不一样之处是:它的空间电荷区(耗尽层)在金属的一侧特别薄。

接触势垒也叫接触电势差,它阻止接触双方的多子,继续向对方扩散。只有加上正向电压时,这种“扩散”才可以继续进行,产生电流。

金属-半导体边界上形成的具有整流作用的区域金属-半导体作为一个整体在热平衡时有同样费米能级由半导体到金属,电子需要克服势垒;而由金属向半导体,电子受势垒阻挡在加正向偏置时半导体一侧的势垒下降;相反,在加反向偏置时,半导体一侧势垒增高使得金属-半导体接触具有整流作用(但不是一切金属-半导体接触均如此如果对于P型半导体,金属的功函数大于半导体的功函数,对于N型半导体,金属的功函数小于半导体的功函数,以及半导体杂质浓度不小于10^19/立方厘米数量级时会出现欧姆接触,它会因杂质浓度高而发生隧道效应,以致势垒不起整流作用)当半导体均匀掺杂时肖特基势垒的空间电荷层宽度和单边突变P-N结的耗尽层宽度相一致

在纳米逻辑器件中, 制造低的肖特基势垒仍然是一个巨大的挑战 本文采用密度泛函理论研究了非对称氧掺杂对石墨烯/二硒化钼异质结的结构稳定性和电学性质的影响 结果表明石墨烯与二硒化钼形成了稳定的范德瓦耳斯异质结, 同时保留了各自的电学特性, 并且形成了0558 eV的n型肖特基势垒 此外, 能带和态密度数据表明非对称氧掺杂可以调控石墨烯/二硒化钼异质结的肖特基接触类型和势垒高度 当氧掺杂在界面内和界面外时, 随着掺杂浓度的增大, 肖特基势垒高度都逐渐降低 特别地, 当氧掺杂在界面外时, n型肖特基势垒高度可以降低到0112 eV, 提高了电子的注入效率 当氧掺杂在界面内时, n型肖特基接触转变为欧姆接触 平面平均电荷密度差分显示随着掺杂浓度的增大, 界面电荷转移数量逐渐增多, 导致费米能级向二硒化钼导带底移动, 证实了随着氧掺杂浓度增大肖特基势垒逐渐降低, 并由n型肖特基向欧姆接触的转变 研究结果将对基于石墨烯的范德瓦耳斯异质结肖特基势垒调控提供理论指导

肖特基二极管是以它的发明人的名字而命名的,又被称作是肖特基势垒二极管。它是一种功耗比较低、超高速的半导体器件。通常它多出现在通信电源以及变频器等地方,它能够在很短的时间内进行反向的恢复,并且能够很好的提高晶体管的开关速度。而且在很多实际的操作中可以发挥都很好的辅助作用。

(一)肖特基二极管的特点

1 肖特基二极管的高度要比PN结势垒的高度更低,同时它正向导通门限电压以及正向电压都要比PN结二极管低。

2 肖特基二极管是一种多数载流子导电的器件,而且它的电容的充电和放电时间和速度与同类的器件相比有所不同。同时因为肖特基二极管本身的电荷比较的少,所以在正真运行的过程中它的开关的速度是非常快的,而且它在运作过程中的消耗量也是非常小,很适用于那些高频的操作。

3 肖特基二极管具有反向势垒比较薄的特点,因此在运行的过程中容易对表面造成一定的伤害,所以它的反向击穿电压就比较低了。

4 肖特基二极管与其它相似的器件相比,比较容易受热击穿,所以它本身的反向漏电流是比较大的。

(二)肖特基二极管优缺点

1 肖特基二极管的优点:器件本身具有很高的开关频率,而且它的反向击穿电压比较的低。同时因为技术的不断改进,对新型材料的使用,使得肖特基二极管本身充满了生机以及很强的竞争力。

3 肖特基二极管的不足:在运行的过程中,肖特基二极管的反向偏压比较的低,同时它的反向漏电流却是比较大的,而且在实际的操作过程中它容易产生发热的现象,对器件的运作和效率都会造成一定的影响。

(三)肖特基二极管的封装

1 采用有引线式封装:采用这种方式封装的二极管多是作为保护二流管、整流二流管使用。

2 采用表面封装:一般这种封装方式的有单管型、双管型以及三管型等多种的形式。

肖特基二极管虽然有不足的地方,但是它总体上还是给人们带来了很多的福利。在我们生活和生产的很多地方都要使用到这种器件,随着技术的而不断改进以及对产品的不断开发,质量更好、工作效率更高的肖特基二极管被逐渐的发明、生产出来。

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肖特基二极管一种应用电路,这是肖特基二极管在步进电动机驱动电路中的应用。

利用肖特基二极管的管压降小、恢复时间短的特点,这样大部分电流就流过外部的肖特基二极管,从而集成电路内部的功耗就小了很多,提高了热稳定性能,也就提高了可靠性。

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