异质结。在本章的讨论中也会涉及利用这两种结形成的半导体器件和欧姆接触。6.1金属半导体接触在这一节中将讨论金属和不同导电类型的半导体接触的情况。6.1.1金属和半导体的功函数? 金属和半导体类似,也存在自己的费米能级。在绝对零度时,费米能级以下的所有能级都被电子所占据,而费米能级以上的能级则是全空的。随着温度的升高,此时虽然有少量电子通过热激发能获得能量跃迁到高于费米能级的地方,但费米能级以下的所有能级几乎都被电子所占据,而费米能级以上的能级几乎是全空的。因此,金属中的电子虽然可自由运动,但它仍受金属的束缚。用E0表示真空能级,金属费米能级的位置如图6.1所示,其中定义金属费米能级与真空能级E0的差为金属的功函数即式中,EFm表示金属的费米能级,下标m表示金属。图6.1金属的功函数功函数标志着金属中的电子摆脱金属的束缚所需要的能量,表6.1为几种常见金属的功函数。类似地,也可定义半导体的功函数为半导体的费米能级与真空能级之差,即图6.2为半导体的功函数,图6.2中出现的EFs表示半导体的费米能级,χ为半导体的电子亲和能,表示半导体导带底的电子要逸出体外所需的最小能量。不同的半导体材料具有不同的电子亲和能,表6.2中给出常见的几种半导体的电子亲和能。半导体的功函数是随着半导体的掺杂浓度的变化而变化的,但当材料的种类确定后,半导体的电子亲和能则是定值,不随掺杂浓度的变化而改变。图6.2半导体的功函数6.1.2理想的金属半导体接触? 一旦形成PN结,由于两边存在载流子的浓度梯度,而引发载流子的扩散运动,即电子从N区向P区扩散,空穴从P区向N区扩散。金属半导体接触形成后,载流子的流动方向取决于功函数的大小。由前面金属和半导体的功函数的定义可知,功函数大的物质,电子占据较高能级的概率小、数目少,费米能级的位置低;相反功函数小的物质,电子占据较高能级的概率大、数目多,费米能级的位置高。
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