Большая Советская Энциклопедия (ШО) - [18]

металла и полупроводника были различными, на что впервые указал сов. учёный Б. И. Давыдов в 1939. При сближении полупроводника n -типа с металлом, имеющим большую, чем у полупроводника, работу выхода Ф, металл заряжается отрицательно, а полупроводник — положительно, т.к. электронам легче перейти из полупроводника в металл, чем обратно (при сближении полупроводника р -типа с металлом, обладающим меньшей Ф, металл заряжается положительно, а полупроводник — отрицательно). При установлении равновесия между металлом и полупроводником возникает контактная разность потенциалов : U_k= (Ф_м — Ф_п )/е (е — заряд электрона). Из-за большой электропроводности металла электрическое поле в него не проникает, и разность потенциалов U_k создаётся в приповерхностном слое полупроводника. Направление электрического поля в этом слое таково, что энергия основных носителей заряда в нём больше, чем в толще полупроводника. Это означает, что в полупроводнике n -типа энергетической зоны в приконтактной области изгибаются вверх, а в полупроводнике р -типа — вниз (см. рис. ). В результате в полупроводнике вблизи контакта с металлом при Ф_м > Ф_п для полупроводника n -типа, или при Ф_м < Ф_п для полупроводника р -типа возникает потенциальный барьер. Высота Ш. б. Ф₀ = Ф_м — Ф_п . В реальных структурах металл — полупроводник это соотношение не выполняется, т.к. на поверхности полупроводника или в тонкой диэлектрической прослойке, часто образующейся между металлом и полупроводником, обычно имеются локальные электронные состояния; находящиеся в них электроны экранируют влияние металла так, что внутренне поле в полупроводнике определяется этими поверхностными состояниями и высота Ш. б. не зависит от Ф_м . Как правило, наибольшей высотой обладают Ш. б., получаемые нанесением на полупроводник n -типа плёнки Au. На высоту Ш. б. оказывает также влияние сила «электрического изображения» (см. Шотки эффект ).

  Ш. б. обладает выпрямляющими свойствами. Ток через Ш. б. при наложении внешнего электрического поля создаётся почти целиком основными носителями заряда. Величина тока определяется скоростью прихода носителей из объёма к поверхности или в случае полупроводников с высокой подвижностью носителей — током термоэлектронной эмиссии в металл. Контакты металл — полупроводник с Ш. б. широко используются в сверхвысокочастотных детекторах и смесителях (см. Шотки диод ),транзисторах ,фотодиодах и в др.

  Лит.: Стриха В. И., Бузанева Е. В., Радзиевский И. А., Полупроводниковые приборы с барьером Шоттки, М., 1974; Стриха В. И., Теоретические основы работы контакта металл — полупроводник, К., 1974; Милнс А., Фойхт Д., Гетеропереходы и переходы металл — полупроводник, пер. с англ., М., 1975.

  Т. М. Лифшиц.

Энергетическая схема контакта металл — полупроводник; а — полупроводник и металл до сближения; б, в — идеальный контакт металла с полупроводником n- и p-типов; г — реальный контакт; М — металл, П — полупроводник, Д — диэлектрическая прослойка, С — поверхностные электронные состояния; E_вак , E_n , E_с — уровни энергии электрона у «потолка» валентной зоны, у «дна» зоны проводимости и в вакууме; E_F — энергия Ферми.

Шотки диод

Шо'тки дио'д, Шоттки диод, диод с барьером Шотки, полупроводниковый диод , выполненный на основе контакта металл — полупроводник; назван в честь немецкого учёного В. Шотки, создавшего в 1938—39 основы теории таких диодов. При изготовлении Ш. д. на очищенную поверхность полупроводникового кристалла (Si, GaAs, реже Ge) наносят тонкий слой металла (Au, Al, Ag, Pt и др.) методами вакуумного испарения, катодного распыления либо химического или электролитического осаждения. В Ш. д. (в приконтактной области полупроводника), как и в диодах с электронно-дырочным переходом (в области этого перехода), возникает потенциальный барьер (см. также Шотки барьер ), изменение высоты которого под действием внешнего напряжения (смещения) приводит к изменению тока через прибор (см. рис. 2 ). Ток через контакт металл — полупроводник, в отличие от тока через электронно-дырочный переход, обусловлен только основными носителями заряда.

  Отличительные особенности Ш. д. по сравнению с полупроводниковыми диодами др. типов: возможность получать требуемую высоту потенциального барьера посредством выбора соответствующего металла; значительная нелинейность вольтамперной характеристики при малых прямых смещениях; очень малая инерционность (до 10^¾11сек ); низкий уровень ВЧ шумов; технологическая совместимость с интегральными схемами ; простота изготовления. Ш. д. служат главным образом СВЧ-диодами различного назначения (детекторными, смесительными, лавинно-пролётными, параметрическими, импульсными, умножительными); кроме того, Ш. д. применяют в качестве приёмников излучения ,детекторов ядерного излучения ,тензодатчиков , модуляторов света; их используют также в выпрямителях тока ВЧ, солнечных батареях и т.д.

  Лит. см. при ст. Полупроводниковый диод .

  Ю. Р. Носов.

Рис. 2. Типичная вольтамперная характеристика полупроводникового диода с р — n-переходом: U — напряжение на диоде; I — ток через диод; U*