ШОТКИ БАРЬЕР

ШОТКИ БАРЬЕР потенциальный
барьер, образующийся в приконтактном слое полупроводника, граничащем
с металлом; назван по имени нем. 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
р-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= (ФФзаряд
электрона). Из-за большой электропроводности металла электрич. поле в него
не проникает, и разность потенциалов Uсоздаётся в приповерхностном
слое полупроводника. Направление электрич. поля в этом слое таково, что
энергия основных носителей заряда в нём больше, чем в толще полупроводника.
Это означает, что в полупроводнике и-типа энергетич. зоны в приконтактной
области изгибаются вверх, а в полупроводнике р-типа - вниз (см. рис.).
В результате в полупроводнике вблизи контакта с металлом при Ф Фn-типа, или при ФВысота Ш. б. Фструктурах металл - полупроводник это соотношение не выполняется, т. к.
на поверхности полупроводника или в тонкой диэлектрич. прослойке, часто
образующейся между металлом и полупроводником, обычно имеются Локальные
электронные состояния; находящиеся в них электроны экранируют влияние металла
так, что внутр. поле в полупроводнике определяется этими поверхностными
состояниями и высота Ш. б. не зависит от Фвысотой обладают Ш. б., получаемые нанесением на полупроводник n-типа плёнки
Au. На высоту Ш. б. оказывает также влияние сила "электрического изображения" (см. Шотки эффект).

Энергетическая схема контакта металл
- полупроводник; а - полупроводник и металл до сближения;
б,
в - идеальный контакт металла с полупроводником п и р-типов;
г - реальный контакт; М - металл, П - полупроводник, Д - диэлектрическая
прослойка, С - поверхностные электронные состояния;

ЕЕни энергии
электрона у "потолка" валентной зоны, у "дна" зоны проводимости и в вакууме;
Е
- энергия Ферми.

Ш. б. обладает выпрямляющими свойствами.
Ток через Ш. б. при наложении внешнего электрич. 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 Ш. б. широко используются в сверхвысокочастотных
детекторах и смесителях (см. Шотки диод), транзисторах, фотодиодах и
в др.

Лит.: С т р и х а В. И., Б у
з а н ев a E. В., Радзиевский И. А., Полупроводниковые приборы с барьером
Шоттки, M., 1974; С т р и х а В. И., Теоретические основы работы контакта
металл-полупроводник, К., 1974; Миленс Фойхт Д., Гетеропереходы и переходы
металл-полупроводник, пер. с англ., M., 1975.

T. M. Лифшиц.