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Giunzione MS. Problema: Il contatto M-S è sempre presente in un circuito. Come si comporta ?. Giunzione MS (n doping). E vac. Walter Schottky (1886-1976). e m =workfunction metallo e s =workfunction semiconduttore e s =affinit à elettronica semiconduttore.
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Giunzione MS Problema: Il contatto M-S è sempre presente in un circuito. Come si comporta ? Dispositivi a semiconduttore
Giunzione MS (n doping) Evac Walter Schottky (1886-1976) em=workfunction metallo es=workfunction semiconduttore es=affinità elettronica semiconduttore Dispositivi a semiconduttore
Giunzione MS : caso n Electron Affinity Model (EAM) m>S e(s-s) Dispositivi a semiconduttore
Al momento del contatto Dopo il contatto Dispositivi a semiconduttore
Giunzione MS Dispositivi a semiconduttore
VA=potenziale esterno applicato Dispositivi a semiconduttore
Capacità Spettroscopia C-V Dispositivi a semiconduttore
Se ND=cost 1/C2 cresce linearmente con V Intercetta per 1/C2 a zero dà VBI Dispositivi a semiconduttore
Calcolo barriera potenziale Dispositivi a semiconduttore
Vari metalli Dispositivi a semiconduttore
Capacità variabile Varactor Dispositivi a semiconduttore
Caso p m<S Dispositivi a semiconduttore
Indice di superficie S Dispositivi a semiconduttore
Superficie Dispositivi a semiconduttore
Stati di superficie Bulk state Surface state Dispositivi a semiconduttore
Superficie Dispositivi a semiconduttore
Stati di superficie e band bending Dispositivi a semiconduttore
Stati di superficie e band bending Dispositivi a semiconduttore
Nel realizzare la barriera conta anche la superficie Dispositivi a semiconduttore
Limiti validità EAM: Effetti di superficie: Fermi-Level Pinning (III-As, III-P) . Il livello di Fermi alla superficie è ad energia fissata a prescindere dal metallo con cui realizzo il diodo Dispositivi a semiconduttore
Giunzione MS : caso n con bias Dispositivi a semiconduttore
Corrente di maggioritari: Emissione termoionica 2) Tunneling: conta per barriere sottili ad alti drogaggi Per emissione di campo si intende il tunneling di elettroni vicini al livello di Fermi Per doping ≤1017cm-3 @300K conta emissione termoionica Dispositivi a semiconduttore
Corrente termoionica Dispositivi a semiconduttore
Corrente termoionica Dispositivi a semiconduttore
Calcolo emissione termoionica A*=Costante di Richardson 120m*/m0 A/(Kcm)2 Dispositivi a semiconduttore
J=JS-M-JM-S=JS(exp(qV/kBT)-1) JS: corrente di saturazione, cresce con T Caratteristica diodo Schottky ideale Dispositivi a semiconduttore
Caratteristiche generali: • Tensione ginocchio inferiore • Maggiore corrente di perdita Dispositivi a semiconduttore
Effetto Schottky: Riduzione potenziale contatto dovuto ad effetto cariche immagine Effetto trascurabile per contatti con semiconduttori con costante dielettrica ≈10 Gli elettroni nel semiconduttore “ vedono” una superficie metallica equipotenziale. Un elettrone -e nel punto x del SC_ Una carica immagine +e nel punto -x Dipende dal bias Aumento emissione termoionica Dispositivi a semiconduttore
Caratteristiche generali: • Tensione ginocchio inferiore • Maggiore corrente di perdita Dispositivi a semiconduttore
Cat whisker radio Contatto meccanico metallo-semiconduttore (galena PbS): nella radio azione rettificatrice Dispositivi a semiconduttore
Contatto ohmico: Resistenza contatto “ piccola” Per la corrente termoionica Piccole barriere Dispositivi a semiconduttore
Contatto Ohmico Dispositivi a semiconduttore
Contatti Ohmici OK se cresce doping: W diminuisce: tunneling Dispositivi a semiconduttore
Contatti Ohmici: deposizione eutettica Nella lega per formare il contatto c’è un elemento drogante per il SC Una miscela eutettica (dal greco eu = buono, facile; tettico = da fondere) è una miscela di sostanze il cui punto di fusione è più basso di quello delle singole sostanze che la compongono (da cui il nome "facile da fondere"). Dispositivi a semiconduttore
Contatti Ohmici Dispositivi a semiconduttore
Con alto doping piccola regione svuotamento e tunneling Dispositivi a semiconduttore