LM2575T-5.0/NOPB

  流動而產(chǎn)生的偶電層電荷分布:金屬表面為負(fù)電荷,半導(dǎo)體表面為正電荷;(b)金屬電極/n型半導(dǎo)體形成的界面偶極層所導(dǎo)致的靜電勢變化式中,Ⅳ為表面靜電荷數(shù)量,釘和eO分別為偶極層和真空介電常數(shù),腕d是垂直于表面的偶極矩大小。反過來金屬表面帶正電荷的偶電層將使金屬表面電子能量減小,導(dǎo)致金屬功函數(shù)增大。該部分可參考本章前面的真空能級部分(圖2,79)。

    偶電層的存在,不僅影響金屬功函數(shù),同時也使電接觸不再是中性接觸。這種情況將產(chǎn)生能帶彎曲及重新排列,情形如圖2.79所示。當(dāng)金屬電極和半導(dǎo)體材料處于孤立非接觸狀態(tài)時,金屬或者半導(dǎo)體中的電子受到它們自身結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的短程束縛力作用,電子為了離開固體進(jìn)人真空必須克服很陡的勢壘,大小相當(dāng)于其功函數(shù)(圖2.T9(a))。如果兩個固體產(chǎn)生電接觸,如圖2.79)所示的金屬和n型半導(dǎo)體接觸情形,由于半導(dǎo)體功函數(shù)俄小于金屬的功函數(shù)仇,電子由電極向半導(dǎo)體內(nèi)部注人時,必須克服或隧穿界面處的勢壘,其大小可用兩材料的功函數(shù)之差來估算。反過來講,此時半導(dǎo)體中電子由于能量較高,將會向金屬流動。在靠近兩表面處將形成偶電層,如前面圖2。Ts所描述。本例中金屬和半導(dǎo)體之間偶電層產(chǎn)生的指向金屬的接觸電勢,將使半導(dǎo)體的能帶在界面處向上彎曲,形成電子進(jìn)一步向金屬注人的勢壘。此時,如果半導(dǎo)體導(dǎo)帶底端電子離開半導(dǎo)體進(jìn)人金屬,必須具有大于或等于勢壘高度為g・Δ'的能量。同樣,金屬費米能級上的電子若要從金屬注人到半導(dǎo)體,必須具有大于或等于勢壘高的能量,如圖2.79o)所示。對于n型半導(dǎo)體oˉsCJ夾在兩個電極(M1和M2)之間產(chǎn)生電接觸時,M1/nˉsC和M2/n~SC兩個界面分別會產(chǎn)生一個偶電層。若將兩個電極連接在一起,半導(dǎo)體n~sc內(nèi)部將產(chǎn)生內(nèi)建電場,此時的電子能級分布及界面勢壘既要考慮偶電層效應(yīng),又要考慮內(nèi)建電場作用,如圖2.79所示。