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Giunzione MS

Giunzione MS. Problema: Il contatto M-S è sempre presente in un circuito. Come si comporta ?. Giunzione MS (n doping). E vac. Walter Schottky (1886-1976). e  m =workfunction metallo e  s =workfunction semiconduttore e  s =affinit à elettronica semiconduttore.

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Presentation Transcript

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

  2. 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

  3. Dispositivi a semiconduttore

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

  5. Al momento del contatto Dopo il contatto Dispositivi a semiconduttore

  6. Giunzione MS Dispositivi a semiconduttore

  7. VA=potenziale esterno applicato Dispositivi a semiconduttore

  8. Capacità Spettroscopia C-V Dispositivi a semiconduttore

  9. Se ND=cost 1/C2 cresce linearmente con V Intercetta per 1/C2 a zero dà VBI Dispositivi a semiconduttore

  10. Calcolo barriera potenziale Dispositivi a semiconduttore

  11. Vari metalli Dispositivi a semiconduttore

  12. Capacità variabile Varactor Dispositivi a semiconduttore

  13. Caso p m<S Dispositivi a semiconduttore

  14. Indice di superficie S Dispositivi a semiconduttore

  15. Superficie Dispositivi a semiconduttore

  16. Stati di superficie Bulk state Surface state Dispositivi a semiconduttore

  17. Superficie Dispositivi a semiconduttore

  18. Stati di superficie e band bending Dispositivi a semiconduttore

  19. Stati di superficie e band bending Dispositivi a semiconduttore

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

  21. 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

  22. Giunzione MS : caso n con bias Dispositivi a semiconduttore

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

  24. Corrente termoionica Dispositivi a semiconduttore

  25. Corrente termoionica Dispositivi a semiconduttore

  26. Calcolo emissione termoionica A*=Costante di Richardson 120m*/m0 A/(Kcm)2 Dispositivi a semiconduttore

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

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

  29. 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 Aumento emissione termoionica Dispositivi a semiconduttore

  30. Dispositivi a semiconduttore

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

  32. Dispositivi a semiconduttore

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

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

  35. Dispositivi a semiconduttore

  36. Dispositivi a semiconduttore

  37. Contatto Ohmico Dispositivi a semiconduttore

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

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

  40. Contatti Ohmici Dispositivi a semiconduttore

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

  42. Dispositivi a semiconduttore

  43. Dispositivi a semiconduttore

  44. Dispositivi a semiconduttore

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