③V 0
金属接正极，半导体接负极
外加电压削弱了内建电场的作用，半导体势垒降低；
金属一侧的势垒高度没有变化
Nsm Nms
J Jms 0
E
形成正向电流（电流很大）
对p型阻挡层的讨论类似，但其正向电压和反向电压的极性正 好与n型相反：
V 0
V 0
金属接正极，半导体接负极 金属接负极，半导体接正极
nd
n0
Nc
exp
Ec EF k0T
p0
Nv
exp
EF
Ev k0T
0
Ec EF EF Ev 0
p 0 nd n0 大注入
② 与空穴的扩散效率有关
3. 欧姆接触
（ ）什么是欧姆接触？
电子通过M-S接触时，能够不受势垒的阻挡，从一种材料输 运到另一种材料，即其正反偏置的电流输运特征没有差别。
接触情况对比
理想接触
Wm Ws
与n型半导体：电子的阻挡层 整流接触
与p型半导体：空穴的反阻挡层 欧姆接触
Wm Ws
与n型半导体：电子的反阻挡层 欧姆接触
与p型半导体：空穴的阻挡层 整流接触
实际接触
由于存在表面态，总是形成势垒
半导体的掺杂浓度低 肖特
基势
——整流接触
垒二
极管
半导体的掺杂浓度高 半导体 器件与
p0
p0
exp
qVD k0T
>
p0
扩散
漂移
在正向电压作用下，金属和n型半导体接触使得半导体中空穴浓 度增加的现象称为少子的注入。 实质上是半导体价带顶部附近的电子流向金属，填充金属中EF 以下的空能级，而在价带顶附近产生空穴。
导带电子转移——电子耗尽
价带电子转移——空穴积累
注入的程度：
① 与势垒的高度有关
n型阻挡层
正向电流
反向电流
p型阻挡层
反向电流
正向电流
注意：无论是哪种阻挡层，其正向电流都对应于多数载流子从半 导体到金属所形成的电流。
单向导电性（整流特性）——整流接触
（2）热电子发射理论
① 适用范围
——适用于薄阻挡层 ln >>d ——势垒高度>>k0T ——非简并半导体
② 基本思想
薄阻挡层，势垒高度起主要作用。
（势垒区很薄，发生隧道效应）金 极属 的电 接
触
——欧姆接触
6.2 整流接触与欧姆接触
1. 整流接触
（1）外加电压对势垒的影响
① V 0
N sm
Nsm Nms Jms Jsm
Nms
J 0
② V 0 金属接负极，半导体接正极
外加电压增强了内建电场的作用，势垒区电势增强，势垒增高； 金属一侧的势垒高度没有变化；
Nms Nsm
J Jsm 0
E
形成反向电流（电流很小）
① 理想接触（不考虑表面态） 反阻挡层即为欧姆接触
电子反阻挡层；低阻 —触 形成电子反阻挡层
Wm＞Ws时，金属和p型半导体接触 形成空穴反阻挡层
② 实际情况（有表面态） 半导体材料与金属接触都形成势垒。
Ø 当势垒很薄时，发生隧道效应； 隧道效应占主导地位时，形成欧姆接触
n 欧姆接触应满足以下三点：
1）伏安特性近似为线性，且是对称的； 2）接触引入的电阻很小（不产生明显的附加阻抗）； 3）不会使半导体内部的平衡载流子浓度发生显著改变。
欧姆接触不影响器件的电流电压特性 应用：半导体器件一般利用金属电极输入或输出电流，要 求在金属和半导体之间形成良好的欧姆接触。
（2）如何实现欧姆接触？
n 隧穿的几率依赖于势垒的宽度
势垒区的宽度：d 2r0 ns n V
qND
V 0
ns VD n
d 2r0 VD V
qND
d 2r0 VD V
qND
N D 1019 cm3 隧道效应
欧姆接触
制作欧姆接触最常用的方法： 用重掺杂的半导体与金属接触， 形成 M-n+-n 或 M-p+-p 结构。
能够越过势垒的电子才对电流有贡献 ——计算超越势垒的电子数，从而求出电流密度。
③ 势垒区的伏安特性
有效理查逊常数
J
J sT
exp
qV k0T
1
J sT
AT 2
exp
qns
k0T
与外加电压无关，是温度的函数
V >0： V< 0：
J
J sT
exp
qV k0T
J J sT
J V
Ge、Si、GaAs有较大的平均自由程，符合热电子发射。
（3）肖特基势垒二极管
肖特基势垒二极管 PN结二极管
PN结二极管
少子器件 双极型器件
肖特基势垒二极管 SBD（Schottky Barrier Diode ）
多子器件 单极型器件
电荷存贮效应 (低频)
无存贮效应 (高频)
导通电压高
导通电压低
2. 少数载流子的注入
电子转移 V >0时，空穴扩散占优，形成空穴流