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第七讲金属和半导体的接触

7.1金属和半导体的功函数

金属-半导体接触：

金属和半导体接触所形成的结构，简称金—半（M—S）接触。

金—半接触的基本类型：

1.整流接触具有单向导电性

2.非整流接触不论外加电压的极性如何都具有低阻特性，没有整流作用。

金属

T0K——金属中的电子填满了EF以下的所有能级，

高于EF的能级全部是空的

＞EF的能级

热激发

只有EF附近的少数电子跃迁

T0K＜EF的能级

大部分电子仍不能脱离金属而逸出体外

结论：

金属中的电子虽然能在金属中自由运动，但绝大多数所处的能级都低于体外能级。

电子从金属中逸出条件：必须外界给它足够的能量。

E--真空中电子的静止能量

0E0

W--金属的功函数W

mm

(E)

(E)--金属的费米能级Fm

Fm

WE(E)金属中的电子势阱

m0Fm

金属功函数——表示一个起始能量等于费米能级的电子，由金属内部逸出到

真空中所需要的最小能量。

Ø功函数的大小标志着电子在金属中束缚的强弱。

半导体

T0KT0K

空带导带

满带近满带

半导体中的电子如何能跑到真空中呢？

半导体的功函数：WE(E)

s0Fs

物理意义：一个起始能量等于费米能级的电子，由半导体内部逸出到真空中所

需要的最小能量。

电子亲合能：E0Ec

物理意义：使半导体导带底的电子逸出体外所需

要的最小能量。

半导体功函数

另一种表示：WE

sn

半导体的功函数：

WE(E)

s0Fs

与温度和杂质浓度有关

电子亲和能χ：对于同一种半导体，保持定值，与材料有关。

Si:4.05eVGe:4.13eVGaAs:4.07eV

功函数的测量

紫外光电子能谱（UPS）法

优点：UPS法可以测量局部的功函数，测量的是真实功函数。

开尔文探针（Kelvin）方法

优点：准确度较高，可在不同温度下测量。

缺点：相对测量，准