肖特基勢壘詳解，肖特基勢壘二極管-KIA MOS管

肖特基勢壘

肖特基勢壘（Schottky Barrier），是指具有整流特性的金屬-半導(dǎo)體接觸，即具有大的勢壘高度，以及摻雜濃度比導(dǎo)帶或價帶上態(tài)密度低的金屬-半導(dǎo)體接觸，就如同二極管具有整流特性，是金屬-半導(dǎo)體邊界上形成的具有整流作用的區(qū)域。

肖特基勢壘,二極管

肖特基勢壘形成：當(dāng)金屬與半導(dǎo)體接觸時，由于金屬的導(dǎo)帶能級高于半導(dǎo)體的導(dǎo)帶能級，而金屬的價帶能級低于半導(dǎo)體的價帶能級，形成了肖特基勢壘。肖特基勢壘是一個勢壘能量，阻止了電子從半導(dǎo)體向金屬方向的流動。

肖特基勢壘二極管

肖特基勢壘二極管（Schottky barrier diodes，SBD）是一種基于肖特基勢壘理論的二極管，是金屬與半導(dǎo)體材料相互接觸，且形成一定的勢壘后開始工作的一種多數(shù)載流子器件。

肖特基勢壘二極管結(jié)構(gòu)與分類

傳統(tǒng)SBD是通過金屬與半導(dǎo)體接觸而構(gòu)成。金屬材料可選用鋁、金、鉬、鎳和鈦等，半導(dǎo)體通常為硅（Si）或砷化鎵（GaAs）。

由于電子比空穴遷移率大，為獲得良好的頻率特性，故選用N型半導(dǎo)體材料作為基片。為了減小SBD的結(jié)電容，提高反向擊穿電壓，同時又不使串聯(lián)電阻過大，通常是在N+襯底上外延一高阻N-薄層。

肖特基勢壘,二極管

其Cg是管殼并聯(lián)電容，Ls是引線電感，Rs是包括半導(dǎo)體體電阻和引線電阻在內(nèi)的串聯(lián)電阻，Cj和Rj分別為結(jié)電容和結(jié)電阻（均為偏流、偏壓的函數(shù)）。

金屬導(dǎo)體內(nèi)部有大量的導(dǎo)電電子。當(dāng)金屬與半導(dǎo)體接觸（二者距離只有原子大小的數(shù)量級）時，金屬的費米能級低于半導(dǎo)體的費米能級。在金屬內(nèi)部和半導(dǎo)體導(dǎo)帶相對應(yīng)的分能級上，電子密度小于半導(dǎo)體導(dǎo)帶的電子密度。

因此，在二者接觸后，電子會從半導(dǎo)體向金屬擴散，從而使金屬帶上負(fù)電荷，半導(dǎo)體帶正電荷。由于金屬是理想的導(dǎo)體，負(fù)電荷只分布在表面為原子大小的一個薄層之內(nèi)。

而對于N型半導(dǎo)體來說，失去電子的施主雜質(zhì)原子成為正離子，則分布在較大的厚度之中。電子從半導(dǎo)體向金屬擴散運動的結(jié)果，形成空間電荷區(qū)、自建電場和勢，并且耗盡層只在N型半導(dǎo)體一邊（勢區(qū)全部落在半導(dǎo)體一側(cè)）。

勢區(qū)中自建電場方向由N型區(qū)指向金屬，隨熱電子發(fā)射自建場增加，與擴散電流方向相反的漂移電流增大，最終達(dá)到動態(tài)平衡，在金屬與半導(dǎo)體之間形成一個接觸勢，這就是肖特基勢壘。

在外加電壓為零時，電子的擴散電流與反向的漂移電流相等，達(dá)到動態(tài)平衡。在加正向偏壓（即金屬加正電壓，半導(dǎo)體加負(fù)電壓）時，自建電場削弱，半導(dǎo)體一側(cè)勢壘降低，于是形成從金屬到半導(dǎo)體的正向電流。

當(dāng)加反向偏壓時，自建電場增強，勢壘高度增加，形成由半導(dǎo)體到金屬的較小反向電流。因此，SBD與PN結(jié)二極管一樣，是一種具有單向?qū)щ娦缘姆蔷€性器件。

肖特基勢壘,二極管