hdy 发表于 2025-6-11 01:01

欧姆接触:极低界面势垒与串联电阻


01 先看两个概念电子亲和能(Electron Affinity)和功函数(Work Function)都是描述电子从材料中“被吸引”或“被取走”的难易程度,但它们的物理意义、应用对象和参考点不一样。电子亲和能是指一种材料,特别是原子或半导体,当它在真空中遇到一个自由电子时,能够吸收这个电子并稳定下来所释放的能量。可以把它想象成这个材料对电子的“吸引力”有多大。电子亲和能越高,说明材料越容易接受电子,电子“跳进去”越容易。对于半导体来说,它描述的是导带底相对于真空能级的位置,是判断材料电子注入难易程度的一个关键参数。而功函数则是在说,若一个电子原本处在材料内部(比如金属中的费米能级处),要把它完全“拉”出材料表面、带到真空中去,最少需要提供多少能量。这个能量越大,说明这个材料“握住电子的手”越紧。
01 以金属和N型半导体形成的欧姆接触为例考虑金属的功函数小于n型半导体的功函数,即Φs> Φm(右图)时,金属中的传导电子具有比半导体中的传导电子更高的能量。这时,当金属和n型半导体接触时,金属界面附近的电子会向半导体发生移动,导致的半导体费米能级EFs上升,金属的费米能级EFm下降。电子移动直到两者之间的能量差消失。电离的施主留在金属中,带正电,而半导体界面附近由于电子集聚则带负电。与肖特基结不同,半导体中没有电子转移,并且由于施主没有被电离,因此不会形成明显耗尽层。半导体表面形成电子积累层,也称反阻挡层,接触电阻极低。半导体侧,一般是重掺杂。
03 施加外部电压
无论极性如何,施加外部电压都会导致电流流动。

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