Контакт металл — полупроводник

Рассмотрим контакт металл - электронный полупроводник (рис. 3.21). Если напряженность внешнего электрического поля направлена так, как изображено на рис. 3.21, то прохождение электрического тока через контакт будет связано с переходом электронов из полупроводника в металл. Однако энергия электронов в зоне проводимости полупроводника больше, чем у электронов проводимости в металле. Поэтому электроны, переходя из полупроводника в металл, избыток энергии передадут кристаллической решетке в области контакта. В результате этого переход электронов из полупроводника в металл будет сопровождаться выделением тепла на контакте и его нагревом. [c.74]

Поясним природу этого эффекта на примере нейтрального контакта полупроводника с металлом. Напомним, что нейтральным называют контакт двух материалов, обладающих одинаковыми работами выхода. В таком контакте отсутствуют слои обогащения или обеднения, нет изгиба зон. На рис. 9.3, а показана энергетическая диаграмма нейтрального контакта металла с -полупроводником. В равновесном состоянии уровни Ферми металла (Цм) и полупроводника (fi ) располагаются на одной высоте, а дно зоны проводимости полупроводника находится выше уровня Ферми металла на — так что для электронов, переходящих из металла в полупроводник, существует потенциальный барьер высотой —ц . [c.263]

ЯВЛЕНИЯ <гальваномагнитные — явления, вызванные действием магнитного поля на электрические свойства твердых проводников, по которым течет электрический ток капиллярные— явления, обусловленные смачиванием и поверхностной энергией на границе фаз на уровне межмолекулярных сил контактные — электрические явления, возникающие в зоне контакта металлов или полупроводников переноса — необратимые процессы, приводящие к пространственному перемещению массы, энергии и т. п., возникающие вследствие действия внешних силовых полей или наличия пространственных неоднородностей состава, температуры) [c.303]

Если экстракция неосновных носителей осуществляется любым обратно смещённым контактом с обеднённым ими слоем, то аффективная их инжекция возможна лишь при высокой эмиссионной способности контакта. В случае контакта металл — электронный полупроводник инжекция дырок достигается при столь большом изгибе зон вверх, что у металла валентная зона становится ближе к уровню Ферми f f, чем зона проводимости (рис. 5), т. е. там образуется инверсионный [c.447]

Энергетическая схема контакта металл—полупроводник а — полупроводник п-тнпа и металл до сближения б и в—идеальный контакт металла с полупроводником и- н /г-типов г—реальный контакт металла с полупроводником п-типа М — металл ГГ — полупроводник Д — диэлектрическая прослойка — [c.467]

При контакте металла с полупроводником может образоваться значительная область пониженной проводимости (запирающий слой) , размеры которой, а вместе с тем и проводимость зоны контакта существенно меняются в [c.214]

При контакте металла с полупроводником может образоваться значительная область пониженной проводимости запирающий слой), размеры которой, а вместе с тем и проводимость зоны контакта существенно меняются в зависимости от направления тока. На этом основан вентильный эффект таких контактов. Так, при контакте полупроводника, обладающего проводимостью и-типа, с металлом, работа выхода у которого больше, чем у полупроводника, в последнем в области контакта возникает значительная зона с пониженной концентрацией электронов, а следовательно, и уменьшенной проводимостью. При направлении тока от металла к полупроводнику электроны в последнем подтягиваются к зоне контакта, размеры запирающего слоя уменьшаются. Это направление является пропускным. При обратном направлении тока размеры запирающего слоя увеличиваются (запирающее направление). Таким образом, подобный контакт металла с полупроводником обладает практически односторонней проводимостью и может служить элементом выпрямляющего устройства в цепи переменного тока. [c.235]

При контакте металла с полупроводником так же, как при контакте двух металлов, возникает контактная разность потенциалов, определяемая разностью работ выхода электронов. [c.71]

На рис, 10.2, а изображена зонная диаграмма металла и полупроводника при Ф > Ф , где и Ф — работа выхода электрона в вакуум из металла и полупроводника соответственно. При контакте металла с полупроводником благодаря описанным процессам в системе устанавливается динамическое равновесие с выравниванием уровней Ферми металла и полупроводника и образованием контактной разности потенциалов, равной разности работ выхода. [c.73]

Рис. 10.4. Энергетическая диаграмма контакта металл — электронный полупроводник при приложении внешнего напряжения

Рассмотрим контакт металл — электронный полупроводник (рис. 13.1). Если напряженность внешнего электрического поля направлена так, как изображено на рис. 13.1, то прохождение электрического тока через контакт будет [c.91]

Примером практического применения контакта металл — полупроводник могут служить монокристалличе-ские диоды, которые применяют для выпрямления электрического тока селеновые элементы, меднозакисные элементы и др. Кроме того, ои используется в полупроводниковых конденсаторах с барьерной емкостью, подобных полупроводниковым конденсаторам на основе ВаТ Оз. Если привести в контакт металл и полупроводник, то в зависимости от значений работ выхода может получаться либо выпрямляющий, либо омический контакт. Если работа выхода для металла равна ф , а работа выхода для полупроводника равна ф , то в зависимости от соотношения работ выхода контактируемых материалов получаются следующие случаи [c.323]

Задача 5-9. Начертите диаграмму энергетически. уровней и объясните выпрямляющее действие контакта металл — электронный полупроводник, когда фт>ф8- [c.324]

Рис. 5-2-3. Энергетические диаграммы контакта металл — электронный полупроводник, когда фт>фз.

Рис. 5-2-4. Диаграммы, объясняющие выпрямляющие свойства контакта металл — электронный полупроводник, когда ф, ,>фа.

Задача 5-11. Начертите диаграмму энергетических уровней контакта металл — дырочный полупроводник, когда фт<фа- Покажите выпрямляющее действие этого контакта. [c.326]

Рис. 5-2-8. Диаграммы, объясняющие выпрямляющие свойства контакта металл — дырочный полупроводник, когда фт<ф -I — дырочный ток.

Рис. 5-2-9. Диаграммы энергетических уровней контакта металл — дырочный полупроводник, когда фт>фа.

Задача 5-12. Начертите диаграмму энергетически.х уровней контакта металл — дырочный полупроводник, когда ф >фв. [c.327]

Задача 5-13. Определите толщину и емкость барьера в случае контакта металл — электронный полупроводник, когда фт>фв. [c.328]

Вентильный фотоэффект. Вентильный фотоэффект — это явление возникновения э. д. с. при освещении контакта двух разных полупроводников или полупроводника металла в отсутствие внешнего электрического поля. На этом явлении основаны вентильные фотоэлементы, обладающие тем преимуществом перед фотосопротивлениями и внешними фотоэлементами, что они могут служить индикаторами лучевой энергии, не требующими внешнего питания. Но главная особенность вентильных фотоэлементов состоит в том, что они открывают путь для прямого превращения солнечной энергии в электрическую. В начале нашего века существовали фотоэлементы, работающие на контактах полупроводников и металлов. Однако в дальнейшем было показано, что наиболее эффективными являются фотоэлементы, основанные на использовании контакта двух полупроводников с р- и -типами проводимости, т. е. на так называемом р- -переходе. При освещении перехода в р-области образуются электронно-дырочные пары. Электроны и дырки диффундируют к р- -переходу. Электроны под действием контактного поля будут переходить в -область. Дырки же преодолевать барьер не могут и остаются в р-области. В результате р-область заряжается положительно, -область — отрицательно и в р-я-переходе возникает дополнительная разность потенциалов. Ее и называют фотоэлектродвижущей силой (фото-э. д. с.). [c.346]

Кинга написана на основе курса лекций, читавшихся автором в течение многих лет на физическом факультете МГУ. Книга хорошо известна в нашей стране и широко используется а качестве учебного пособия по общему курсу физики о университетах и физико-технических институтах, В новом издании основное содержание книги осталось без существенных изменений. Переработке подверглись главным образом главы, посвященные электронным явлениям в металлах и полупроводниках, а также явлениям в контактах дано понятие о квантовом описании электронных процессов в твердых телах кроме того, внесены более мелкие изменения в других частях книги. [c.928]

При противоположном направлении напряженности внешнего электрического поля прохождение электрического тока будег связано с переходом электронов из металла в полупроводник, т. е. с уровней с меньшей энергией на уровни с большей энергией. Энергию, необходимую для этого, электроны получают от кристаллической решетки в области контакта, что приводит к его охлаждению. [c.74]

Эффект, обратный явлению Зеебека, называют эффектом Пельтье. Он состоит в том, что при прохождении тока через контакт двух разнородных полупроводников или полупроводника и металла происходит поглощение или выделение теплоты в зависимости от направления тока. [c.277]

Наконец, можно вообще избавиться от диффузионной емкости, используя, например, контакт металл—полупроводник п-типа, энер- [c.233]

Диоды с выпрямляющим контактом металл — полупроводник называются диодами Шоттки. Время переключения в таких диодах удается довести до 10 с. [c.234]

В правом контакте электроны переходят из металла в полупроводник, преодолевая потенциальный барьер — Кроме того, для установления равновесия этих электронов с электронным газом в полупроводнике им необходимо приобрести еще энергию 264 [c.264]

Приближенная количественная оценка показывает, что в диэлектрике с шириной запрещенной зоны 3 эВ концентрация свободных носителей заряда при комнатной температуре должна составлять j 2 10 м . При подвижности носителей Ыр 10 м /(В с) (100 см /(В с)) удельная электропроводность такого диэлектрика должна быть порядка 7 10 Ом х X м" (7-10 Oм см ). В действительности столь низкая электропроводность в диэлектриках не наблюдается из-за наличия в них примесей и дефектов, создающих энергетические уровни в запрещенной зоне. Концентрация свободных носителей заряда в таких диэлектриках определяется фактически количеством и характером расположения донорных и акцепторных уровней в запрещенной зоне. У контакта же с металлом концентрация свободных носителей может существенно отличаться от концентрации в толще диэлектрика вследствие образования здесь слоев обогащения или обеднения. С подобным явлением мы уже встречались в гл. 8 при рассмотрении контакта металл — полупроводник. [c.272]

Обогащенный слой возникает при приведении в контакт металла с работой выхода Хм и диэлектрика и-типа проводимости с работой выхода Хд > Хм (рис. 10.1, а, б). При Хд < Хм У контакта с металлом образуется слой, обедненный основными носителями заряда (рис. 10.2). Энергетическая схема такого контакта (рис. 10.2, в) аналогична энергетической схеме выпрямляющего контакта металл-полупроводник (см. рис. 8.20). [c.272]

Метод намерения Д. д. состоит в генерации неравновесных носителей (обычно светом, путём проектирования ярко освещённой щели на поверхность образца) н их регистрации на нек-ром расстоянии г от. места генерации. Коллектором неравновесных частиц может служить электронно-дырочный переход или контакт металл-полупроводник. Изменяя г (расстояние между световой н елью и коллектором) и сигнал, снимаемый с коллектора, можно определить стационарное распределение концентраций неравновесных носителей. Зная зависимость концентрации от отношения r/L, определяют L. [c.686]

КОНТАКТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ В ПОЛУПРОВОДНИКАХ — неравновесные электронные явления, возникающие при прохождении электрич.тока через контакт полупроводника с металлом или электролитом или через контакт двух различных полупроводников (гетеропереход) либо через границу двух областей одного и того же полупроводника с разным типом [c.446]

Приведенная формула объясняется в ответе на задачу 5-17. Задача 5-10. Начертите днагра.мму энергетических уровней контакта металл — электронный полупроводник, когда фт<ф - [c.325]

Это явление называется внутренним фотоэффектом или фотопроводимостью. Определенное значение в фотопроводимости селеновых ксерорадиографических пластин имеет также, по-видимому, фотоэффект запирающего слоя. При контакте металла с полупроводником р-типа, которым является селен, между ними возникает потенциальный барьер. Так как в заполненной зоне полупроводника р-типа имеются дырки, электроны из металла переходят в полупроводниках и заполняют в нем дырки. На границе 134 [c.134]

Для образования омических контактов металл—полупроводник через окна фотошаблона наносится слой алюминия методом термического испарения в вакууме. Для образования внутрисхемных соединений между элементами данной ИС удаляют методом фотогравировки алюминий между контактами, соединяющими эти элементы. [c.95]

Влияние контакта с твердой охлаждаемой металлической поверхностью на чистоту расплава. Чистота материалов, плавящихся в контакте с поверхностью охлаждаемого твердого металла, исследовалась экспериментально в лабораторных условиях при зонной очистке металлов и полупроводников в металлических водоохлаждаемых контейнерах, а также контролировалась в производственных условиях при эксплуатации индукционных печей с холодным тиглем для плавки металла в промьшшенности. По данным Х.Ф. Стирлинга и Б.В. Варрена, при плавке кремния и германия в охлаждаемой серебряной лодочке загрязнений расплава серебром не обнаруживается даже с помощью радиохимических методов анализа [15]. При использовании медных тиглей в промьпиленной практике загрязнений расплава медью, выхо- [c.11]

Гетическая схема которого показана на рис. 8.20, а. Подобный контакт образуется тогда, когда работа выхода электронов из ме- талла Хм больше, чем из полупроводника Хп- В этом случае электро- ны перетекают из полупроводника в металл и создают в нем отрицательный поверхностный заряд. В прнконтактной же области полупроводника обнажается положительный объемный заряд до- норов (подобно тому, как это происходит в р—ft-переходе). Между металлом и полупроводником устанавливается контактная разность потенциалов, равная (1/д) %ш — Хп)- Контактное же поле нроннкает в полупроводник на глубину d, определяемую формулой [c.234]

Обратные токи барьера Шоттки с учетом сил зеркального изображения. Применим полученные результаты к запирающему контакту металл — полупроводник (барьеру Шоттки). Энергетическая диаграмма такого контакта без учета сил зеркального изображения показана на рис. 10.5, а. Учет сил зеркального изображения вызывает округление барьера и уменьшение его высоты (рис. 10.5, б). При приложении обратного смещения ( минус к металлу) высота барьера понижается согласно (10.5) пропорционально YvJd, где d — толщина слоя диэлектрика. В рассматриваемом случае роль этого слоя играет приконтактная область полупроводника, обедненная [c.276]

ЗАПОРНЫЙ СЛОЙ (обеднённый слой) — слой полупроводника с пониженной концентрацией осн. носителей заряда. Образуется около контакта с металлом, гетероперехода, моноперехода (р —п-перехода), свободной поверхности. Из-за ухода осн. носителей в 3. с. возникает заряд, противоположный им по знаку. Он скомпенсирован зарядом в металле, др. полупроводнике, в области с др. типом проводимости, на свободной поверхности (см. Контактные явлении в полупроводниках). Приложение прямого смещения обогащает 3. с. носителями, уменьшает в нём поле и сужает слой обратное смещение ещё сильнее обедняет 3. с. носителями, уве.ттичнвает соле и расширяет его. 3. с. с полностью ионизированными примесными атомами наз. слоем Шоттки. 3. с.—основной рабочий элемент полупроводникового диода, транзистора, варикапа и др. полупроводниковых приборов. [c.52]

Инжекция неосновных носителей происходит при подаче прямого смещення на р — п-переход, гетеропереход или контакт металл — полупроводник вследствие уменьшения разности потенциалов на контакте. Инжектированные неосновные носители проникают в полупроводник на глубину, определяемую рекомбинацией она по порядку величины совпадает с диффузионной длиной в слабых внеш. нолях и с дрейфовой длиной (см. Дрейф носителей заряда) в сильных полях. Инжекция неосновных носителей лежит в основе действия полупроводникового диода, транзистора и др, полупроводниковых приборов. Изучение стационарных и переходных процессов И. н. з. позволяет исследовать подвижности носителей, а также определить концентрации, энергетич. положения и сечения захвата примесных центров в высокоомных полупроводниках и диэлектриках. Прохождение инжекционных токов является одним из механизмов переноса заряда в тонких диэлектрич. плёнках. [c.148]

К. р. п. основана работа важнейших элементов полупроводниковой электрояики р — и-переходов и контактов металл—полупроводник. Учёт К. р. и. важен при конструировании электровакуумных приборов. В электронных лампах К. р. п. влияет па вид вольт-аи-перных характеристик. При прямом преобразовании тепловой энергии в электрическую в термоэжиссионном преобразователе создаётся напряжение как раз порядка К. р. п. (см. также Полупроводники). [c.445]

Рис. 1. Изгиб зон на контакте металл — элент-ронный полупроводник с запорным слоем W Sр — уровень Ферми — край зоны про- W

И знак (см. МДII-структура). Это приводит к нестабильности и невоспроизводимости омич, контактов металл-полупроводник. [c.447]

Позтому для создания омич, контактов часто предпочитают сильно легированные приконтактные области полупроводника, образующие с основным его объёмом пзотопный гомопереход, напр, п —п (рис. 4), где переход образован сильно п ) п слабо (п) легированными областями. Такой переход обладает теми же свойствами, что и контакт металл — по-—лупроводннк с антизапорным слоем. Свойства такого омич, контакта не зависят от изгиба зон непосредственно у металла. [c.447]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...