Giunzione MS Problema Il contatto MS sempre presente

Giunzione MS Problema: Il contatto M-S è sempre presente in un circuito. Come si comporta ? Dispositivi a semiconduttore 1

Giunzione MS (n doping) Evac Walter Schottky (1886 -1976) e m=workfunction metallo e s=workfunction semiconduttore e s=affinità elettronica semiconduttore Dispositivi a semiconduttore 2

Dispositivi a semiconduttore 3

Giunzione MS : caso n Electron Affinity Model (EAM) m> S e( s- s) Dispositivi a semiconduttore 4

Al momento del contatto Dopo il contatto Dispositivi a semiconduttore 5

Giunzione MS Dispositivi a semiconduttore 6

VA=potenziale esterno applicato Dispositivi a semiconduttore 7

Capacità Spettroscopia C-V Dispositivi a semiconduttore 8

Se ND=cost 1/C 2 cresce linearmente con V Intercetta per 1/C 2 a zero dà VBI Dispositivi a semiconduttore 9

Calcolo barriera potenziale Dispositivi a semiconduttore 10

Vari metalli Dispositivi a semiconduttore 11

Capacità variabile Varactor Dispositivi a semiconduttore 12

Caso p m< S Dispositivi a semiconduttore 13

Indice di superficie S Dispositivi a semiconduttore 14

Superficie Dispositivi a semiconduttore 15

Stati di superficie Bulk state Surface state Dispositivi a semiconduttore 16

Superficie Dispositivi a semiconduttore 17

Stati di superficie e band bending Dispositivi a semiconduttore 18

Stati di superficie e band bending Dispositivi a semiconduttore 19

Nel realizzare la barriera conta anche la superficie Dispositivi a semiconduttore 20

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 21

Giunzione MS : caso n con bias Dispositivi a semiconduttore 22

Corrente di maggioritari: 1) Emissione termoionica 1. 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 ≤ 1017 cm-3 @300 K conta emissione termoionica Dispositivi a semiconduttore 23

Corrente termoionica Dispositivi a semiconduttore 24

Corrente termoionica Dispositivi a semiconduttore 25

Calcolo emissione termoionica A*=Costante di Richardson 120 m*/m 0 A/(Kcm)2 Dispositivi a semiconduttore 26

J=JS-M-JM-S=JS(exp(q. V/k. BT)-1) JS: corrente di saturazione, cresce con T Caratteristica diodo Schottky ideale Dispositivi a semiconduttore 27

Caratteristiche generali: • Tensione ginocchio inferiore • Maggiore corrente di perdita Dispositivi a semiconduttore 28

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 Dispositivi a semiconduttore Aumento emissione termoionica 29

Dispositivi a semiconduttore 30

Caratteristiche generali: • Tensione ginocchio inferiore • Maggiore corrente di perdita Dispositivi a semiconduttore 31

Dispositivi a semiconduttore 32

Cat whisker radio Contatto meccanico metallo-semiconduttore (galena Pb. S): nella radio azione rettificatrice Dispositivi a semiconduttore 33

Contatto ohmico: Resistenza contatto “ piccola” Per la corrente termoionica Piccole barriere Dispositivi a semiconduttore 34

Dispositivi a semiconduttore 35

Dispositivi a semiconduttore 36

Contatto Ohmico Dispositivi a semiconduttore 37

Contatti Ohmici OK se cresce doping: W diminuisce: tunneling Dispositivi a semiconduttore 38

Contatti Ohmici: deposizione eutettica 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"). Nella lega per formare il contatto c’è un elemento drogante per il SC Dispositivi a semiconduttore 39

Contatti Ohmici Material Contact materials Si Al, Al-Si, Ti. Si 2, Ti. N, W, Mo. Si 2, Pt. Si, Co. Si 2, WSi 2 Ge In, Au. Ga, Au. Sb Ga. As Au. Ge, Pd. Ge, Ti/Pt/Au Ga. N Ti/Al/Ti/Au, Pd/Au In. Sb In Zn. O In. Sn. O 2, Al Cu. In 1 -x. Gax. Se 2 Mo, In. Sn. O 2 Hg. Cd. Te In Dispositivi a semiconduttore 40

Con alto doping piccola regione svuotamento e tunneling Dispositivi a semiconduttore 41

Dispositivi a semiconduttore 42

Dispositivi a semiconduttore 43

Dispositivi a semiconduttore 44