肖特基結

肖特基結是一種簡單的金屬與半導體的交界面，它與PN結相似，具有非線性阻抗特性。

基本介紹

• 中文名：肖特基結
• 外文名：Schottky junction
• 性質：簡單的金屬與半導體的交界面
• 相似：PN結
• 特點：非線性阻抗特性

簡介

一種簡單的金屬與半導體的交界面，它與PN結相似，具有非線性阻抗特性(整流特性)。1938年德國的W.H.肖特基提出理論模型，對此特性作了科學的解釋，故後來把這種金屬與半導體的交界面稱為肖特基結或肖特基勢壘。

基本原理

半導體的逸出功一般比金屬的小，故當金屬與半導體（以N型為例）接觸時,電子就從半導體流入金屬，在半導體表面層內形成一個由帶正電不可移動的雜質離子組成的空間電荷區（圖1a）,在此區中存在一個由半導體指向金屬的電場，猶如築起了一座高牆，阻止半導體中的電子繼續流入金屬。從肖特基勢壘的能帶圖（圖1b）可以看出:在界面處半導體的能帶發生彎曲，形成一個高勢能區，這就是肖特基勢壘。電子必須具有高於這一勢壘的能量才能越過勢壘流入金屬。當平衡時，肖特基勢壘的高度是金屬和半導體的逸出功的差值。

特徵特性

①不同金屬與不同種類的半導體接觸時，具有不同的肖特基勢壘高度。②勢壘高度隨外加電壓變化。當金屬接正電壓時,空間電荷區中的電場減小,勢壘降低，載流子容易通過；反之勢壘升高，載流子不易通過。因此肖特基結具有單嚮導電的整流特性。與PN結相比，肖特基結電流輸運的顯著特點是多數載流子起主要作用，因此電荷儲存效應小，反向恢復時間很短。③肖特基結的電流-電壓和電容-電壓特性與PN結的相似，但肖特基結的電流-電壓曲線的正向開啟電壓較低（圖2），正向曲線的斜率較大，反向擊穿電壓較低。

製造套用

通常用蒸發、濺射、電鍍等方法在潔淨的半導體表面上澱積一層純金屬膜，形成面接觸肖特基結。為了長期穩定，須進行適當熱處理。一般採用遷移率較高的N型半導體材料製造,以便得到較小的串聯電阻。
肖特基結用於製作各種微波二極體，如利用正向電流－電壓的非線性製成的變阻管，可用於微波檢波和混頻；利用正向低導通特性製成箝位管；利用反向偏置勢壘特性可製成雪崩二極體、光敏管等；利用反向電容－電壓特性製成變容二極體，如砷化鎵肖特基變容管用於參量放大器、電調諧等。1966年研製成用肖特基勢壘作柵極的砷化鎵MES場效應管,它是性能優良的微波低噪聲電晶體、微波高速開關管和微波功率電晶體。利用肖特基結還可製成單片微波積體電路和單片超高速數字積體電路等。

參考書目

黃昆、謝希德：《半導體物理》，科學出版社，北京， 1958。
H.A.Watson,Microwave Semiconductor Devices and Their Circuit Applications, McGraw-Hill, New　York, 1969.