本文關(guān)注金屬與半導(dǎo)體的肖特基勢(shì)壘概念性理解及與之相關(guān)的歐姆接觸丐箩，不涉及應(yīng)用工藝細(xì)節(jié)摇邦。
模型理解
我們知道恤煞，N型半導(dǎo)體與P型半導(dǎo)體接觸會(huì)因?yàn)檩d流子的擴(kuò)散形成耗盡區(qū)屎勘，從而形成PN節(jié)。當(dāng)金屬與半導(dǎo)體接觸時(shí)會(huì)怎樣呢居扒？
其中一種情況是概漱，金屬與N型半導(dǎo)體接觸，半導(dǎo)體中的截流電子擴(kuò)散進(jìn)入金屬喜喂，從而在半導(dǎo)體中形成耗盡區(qū)與內(nèi)建電場(chǎng)瓤摧，如下圖
這種情況與PN節(jié)是類(lèi)似的竿裂。
如何確定電子是由半導(dǎo)體進(jìn)入金屬還是從金屬進(jìn)入半導(dǎo)體呢，這就需要使用能級(jí)的概念來(lái)理解照弥。
能級(jí)理解
金屬材料的導(dǎo)帶與價(jià)帶是有重疊的腻异，費(fèi)米能級(jí)就處于導(dǎo)帶中。半導(dǎo)體的導(dǎo)帶與價(jià)帶是分離的这揣，其費(fèi)米能級(jí)處于導(dǎo)帶與價(jià)帶之間悔常，對(duì)于本征半導(dǎo)體，費(fèi)米能級(jí)處于正中間给赞，對(duì)于N型半導(dǎo)體机打，費(fèi)米能級(jí)靠近導(dǎo)帶，P型半導(dǎo)體中費(fèi)米能級(jí)靠近價(jià)帶片迅。
另外要知道的概念是材料的功函數(shù)(work function)和半導(dǎo)體的電子親和力(electron affinity)残邀。功函數(shù)表示要讓電子從材料中逃逸到自由空間中的最小熱能量，電子親和力表示電子從自由空間掉落到半導(dǎo)體導(dǎo)帶底部所釋放的能量柑蛇。兩個(gè)概念見(jiàn)下圖：
而當(dāng)兩種材料接觸時(shí)芥挣，載流子擴(kuò)散流動(dòng)必須使接觸面兩側(cè)的費(fèi)米能級(jí)相等才能達(dá)到平衡狀態(tài)。所以接觸后半導(dǎo)體中的能帶會(huì)因內(nèi)建電場(chǎng)而彎曲唯蝶，如下圖：
這樣就在接觸面形成了電子的勢(shì)壘九秀，稱(chēng)為肖特基勢(shì)壘(schottky barrier)。形成整流節(jié)(rectifying junction)粘我。肖特基二極管就是利用該原理工作的鼓蜒。
下圖中為該整流節(jié)在平衡情況、正向偏壓征字、負(fù)向偏壓下能級(jí)情況以及該整流節(jié)的VI特性：
正向偏壓時(shí)由于外電場(chǎng)的存在抬高了半導(dǎo)體側(cè)的費(fèi)米能級(jí)都弹，使得半導(dǎo)體中的電子面臨的勢(shì)壘高度降低，從而更容易流過(guò)接觸面進(jìn)入金屬匙姜。負(fù)向偏壓時(shí)加大了該勢(shì)壘畅厢。
歐姆接觸
很多時(shí)候我們并不想在金屬與半導(dǎo)體接觸面出現(xiàn)該勢(shì)壘，比如半導(dǎo)體器件用金屬引線(xiàn)引出信號(hào)氮昧。理論上有兩種方式框杜，一是降低勢(shì)壘高度，使載流子不需要很高的能量就可以躍過(guò)勢(shì)壘袖肥；二是大幅減小勢(shì)壘寬度咪辱，使載流子以隧穿的方式穿過(guò)。
如果通過(guò)選擇不同材料椎组，使半導(dǎo)體的費(fèi)米能級(jí)小于金屬的費(fèi)米能級(jí)油狂，則接觸面能帶情況將如下圖所示：
這樣電子從半導(dǎo)體進(jìn)入金屬?zèng)]有勢(shì)壘，而從金屬進(jìn)入半導(dǎo)體只有很小的勢(shì)壘，比較小的電壓就可以使電子輕松躍過(guò)勢(shì)壘進(jìn)入半導(dǎo)體专筷。這樣就是歐姆接觸(ohmic contact)的情況弱贼，當(dāng)然其VI曲線(xiàn)并不是像理想歐姆電阻一樣的直線(xiàn)，而是近似直線(xiàn)磷蛹。
另一種方式是通過(guò)重?fù)诫s的方式吮旅，使形成的勢(shì)壘寬度很窄，這樣電子可以不用躍過(guò)勢(shì)壘而直接通過(guò)隧穿流過(guò)接觸面味咳，正向偏壓鸟辅、負(fù)向偏壓與VI特性(黑色曲線(xiàn))如下圖：
P型半導(dǎo)體與金屬的接觸面的分析思路與N型半導(dǎo)體類(lèi)似，只是載流子由電子變?yōu)榭昭ā?/p>
在實(shí)際應(yīng)用中還有很多其它因素影響金屬與半導(dǎo)體接觸面的特性莺葫，超出本文范圍匪凉，暫不討論。
