金属半导体接触系列之肖特基接触形成原理

从本周开始的《涨知识啦》板块，首先小赛将给大家讲解金属-半导体接触系列的第一部分肖特基接触，在详细介绍肖特基接触之前，我们需要先了解几个概念，真空能级以及功函数。真空能级E0，顾名思义，即真空中静止电子的能量，而功函数W则是真空能级E0与费米能级EF之差，表示一个能量为费米能级的电子从材料中逸出到真空中需要的最小能量。功函数的大小标志着材料对电子的束缚能力的强弱。

金属功函数为

半导体功函数为

当金属与n型半导体接触，且金属功函数Wm大于半导体功函数Ws时，根据上述功函数公式可知，功函数越大，费米能级越小，即半导体的费米能级EFs大于金属的费米能级EFm。费米能级表征一个材料系统中电子能量的高低，当金属与半导体接触后，电子将从系统能量高的半导体流向金属，在半导体中留下正电中心，与pn结类似，半导体中的正电中心与金属中的电子将形成从n型半导体指向金属的电场，抑制电子从半导体向金属的流动，最终实现动态平衡，金属与半导体达到统一的费米能级。

在该种金-半接触情形下，在金属一侧形成了很高的电子势垒，即肖特基势垒，能量高于该势垒的电子才可从金属流向半导体，理想情况下金属一侧势垒高度不随偏压改变，因此金属一侧加反偏压时将产生很大的界面电阻，而金属一侧加正偏压时，从半导体流向金属的电子在克服内建电势后，导通电阻将变得很小，这种正反特性不同的金-半接触成为肖特基接触。

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