Эффект Шоттки в запорном слое
Полученное выражение для ∆Ф из уравнения (61) можно было бы использовать и для границы раздела металл - полупроводник, учитывая только, что в полупроводнике относительное значение диэлектрической проницаемости равно не единице, На малом участке от 0 до Хм (рисунок 6) в ОПЗ является константой и равна напряженности в точке х = 0. Тогда
Рисунок 6. Энергетическая диаграмма контакта металл-полупроводник с учетом эффекта Шоттки при наличии прямого смещения.
Но из соотношения (52) видно, что . Подставляя в выражение для ∆Ф, получим
(63)
С учетом эффекта Шоттки вольтамперная характеристика запорного слоя по диодной теории запишется в следующем виде:
(64)
При прямом смещении U > 2,3 кТ/е
(65)
Поскольку в этом случае , то должно расти с увеличением U немного медленнее, чем . В первом приближении этот эффект можно учесть, вводя в знаменатель показателя этой экспоненты параметр n > 1. Тогда
(66)
Отсюда
(67)
Из экспериментальных данных следует, что для диодов на основе Si, GaAs и GaP значения Фб составляют примерно 2/3 от ширины запрещенной зоны. Этот факт указывает на то, что на границе раздела барьерообразующего металла с этими полупроводниками имеется высокая плотность поверхностных состояний (фиксирующих положение уровня Ферми на поверхности), расположенных выше потолка валентной зоны на Eg/3.
При достаточно большом обратном напряжении, когда и eU» Фо из соотношений (58) и (59) следует, что
(68)
Сравнительно медленный рост обратного тока при увеличении U, наблюдался экспериментально. Аналогичное влияние эффект Шоттки должен оказывать и на вольтамперные характеристики, описываемые диффузионной теорией выпрямления.
1. Эффект Шоттки
1.1 Термоэлектронная эмиссия
1.2Контактная разность потенциалов
1.3 Контакт полупроводника с металлом. Запорный слой
1.4 Распределение потенциала в запорном слое и ширина запорного слоя
1.5 Емкость запорного слоя Шоттки
1.6Диодная теория выпрямления запорного слоя Шоттки
1.7 Диффузионная теория выпрямления запорного слоя Шоттки
1.8 Эффект Шоттки на границе раздела металл-вакуум
1.9 Эффект Шоттки в запорном слое