第四章 金属-半导体结
4-1． 一硅肖脱基势垒二极管有0.01 cm 2的接触面积，半导体中施主浓度为1016 cm 3−。

设V 7.00=ψ，V V R 3.10=。

计算 （a ）耗尽层厚度，
（b ）势垒电容，（c ）在表面处的电场
4-2． （a ）从示于图4-3的GaAs 肖脱基二极管电容-电压曲线求出它的施主浓度、自建电
势势垒高度。

(b) 从图4-7计算势垒高度并与（a ）的结果作比较。

4-3． 画出金属在P 型半导体上的肖脱基势垒的能带结构图，忽略表面态，指出（a ）s m φφ>
和（b ）s m φφ<两种情形是整流节还是非整流结，并确定自建电势和势垒高度。

4-4． 自由硅表面的施主浓度为15310cm −，均匀分布的表面态密度为122110ss D cm eV −−=，
电中性级为0.3V E eV +，向该表面的表面势应为若干？提示：首先求出费米能级与电中性能级之间的能量差，存在于这些表面态中的电荷必定与表面势所承受的耗尽层电荷相等。

4-5． 已知肖脱基二极管的下列参数：V m 0.5=φ，eV s 05.4=χ，31910−=cm N c ，
31510−=cm N d ，以及k=11.8。

假设界面态密度是可以忽略的，在300K 计算： （a ）零偏压时势垒高度，自建电势，以及耗尽层宽度。

(b)在0.3v 的正偏压时的热离子发射电流密度。

4-6．在一金属-硅的接触中，势垒高度为eV q b 8.0=φ,有效理查逊常数为222/10*K cm A R ⋅=，eV E g 1.1=，31610−=cm N d ，以及31910−==cm N N v c 。

（a ）计算在300K 零偏压时半导体的体电势n V
和自建电势。

（b ）假设s cm D p /152=和um L p 10=，计算多数载流子电流对少数载流子电流的注
入比。

4-7． 计算室温时金-nGaAs 肖脱基势垒的多数载流子电流对少数载流子电流的比例。

已知施主浓度为10153−cm ，um L p 1=，610p s τ−=，以及R R 068.0*=。

4-8． 在一金属-绝缘体势垒中，外电场ε=104V/cm ，介电常数为（a ）4,()12,k b k ==计
算φΔ和m x ，将所得的结果与4－3节中的例题进行比较。

4-9． 在一金属一绝缘体势垒中，外加电场cm V E ext /104
=，介电常数为（a ）k=4及(b) k=12，
计算b φΔ和m x 。

4-10．（a ）推导出在肖特基二极管中dT dV
作为电流密度的函数表达式。

假设少数 载流子可以忽略。

（b ）倘若在300K 时，一般地V=0.25V 以及V b 7.0=φ，估计温度系数。

4-11．肖脱基检波器具有10 pF 的电容，10Ω的串联电阻以及100Ω的二极管电阻，计算它
的截止频率。