Шотки барьер

Определение "Шотки барьер" в Большой Советской Энциклопедии

Контакт металл — полупроводник (энергетическая схема)

Шотки барьер, потенциальный барьер, образующийся в приконтактном слое полупроводника, граничащем с металлом; назван по имени немецкого учёного В. Шотки (W. Schottky). исследовавшего такой барьер в 1939. Для возникновения потенциального барьера необходимо, чтобы работы выхода металла и полупроводника были различными, на что впервые указал сов. учёный Б. И. Давыдов в 1939. При сближении полупроводника n-типа с металлом, имеющим большую, чем у полупроводника, работу выхода Ф, металл заряжается отрицательно, а полупроводник — положительно, т.к. электронам легче перейти из полупроводника в металл, чем обратно (при сближении полупроводника р-типа с металлом, обладающим меньшей Ф, металл заряжается положительно, а полупроводник — отрицательно). При установлении равновесия между металлом и полупроводником возникает контактная разность потенциалов: U_k = (Ф_м — Ф_п)/е (е — заряд электрона). Из-за большой электропроводности металла электрическое поле в него не проникает, и разность потенциалов U_k создаётся в приповерхностном слое полупроводника. Направление электрического поля в этом слое таково, что энергия основных носителей заряда в нём больше, чем в толще полупроводника. Это означает, что в полупроводнике n-типа энергетической зоны в приконтактной области изгибаются вверх, а в полупроводнике р-типа — вниз (см. рис.). В результате в полупроводнике вблизи контакта с металлом при Ф_м > Ф_п для полупроводника n-типа, или при Ф_м < Ф_п для полупроводника р-типа возникает потенциальный барьер. Высота Шотки барьер Ф₀ = Ф_м — Ф_п. В реальных структурах металл — полупроводник это соотношение не выполняется, т.к. на поверхности полупроводника или в тонкой диэлектрической прослойке, часто образующейся между металлом и полупроводником, обычно имеются локальные электронные состояния; находящиеся в них электроны экранируют влияние металла так, что внутренне поле в полупроводнике определяется этими поверхностными состояниями и высота Шотки барьер не зависит от Ф_м. Как правило, наибольшей высотой обладают Шотки барьер, получаемые нанесением на полупроводник n-типа плёнки Au. На высоту Шотки барьер оказывает также влияние сила «электрического изображения» (см. Шотки эффект).

  Шотки барьер обладает выпрямляющими свойствами. Ток через Шотки барьер при наложении внешнего электрического поля создаётся почти целиком основными носителями заряда. Величина тока определяется скоростью прихода носителей из объёма к поверхности или в случае полупроводников с высокой подвижностью носителей — током термоэлектронной эмиссии в металл. Контакты металл — полупроводник с Шотки барьер широко используются в сверхвысокочастотных детекторах и смесителях (см. Шотки диод), транзисторах, фотодиодах и в др.

Лит.: Стриха В. И., Бузанева Е. В., Радзиевский И. А., Полупроводниковые приборы с барьером Шоттки, М., 1974; Стриха В. И., Теоретические основы работы контакта металл — полупроводник, К., 1974; Милнс А., Фойхт Д., Гетеропереходы и переходы металл — полупроводник, пер. с англ., М., 1975.
  Т. М. Лифшиц.