UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID

Capítulo 3
consecuencia, se establece un desequilibrio en el flujo de electrones de tal forma que aparece una
corriente eléctrica neta desde el metal al semiconductor.
En el caso de que la tensión fuese negativa, las bandas del semiconductor se desplazarían
hacia arriba por lo que aumenta su capacidad de emitir electrones. La del metal no ha cambiado
por lo que, en este caso, la corriente eléctrica fluye desde el semiconductor hacia el metal. Esta
corriente va a ser bastante más pequeña que la que aparece en sentido inverso con la misma
tensión ya que el número de electrones en la banda de conducción del semiconductor es mucho
menor que los que se encuentran en el nivel de Fermi del metal.
Se puede demostrar que la corriente que atraviesa una unión Schottky es gobernada por una
expresión similar a la de la unión PN ideal:
⎡ ⎛ V ⎞ ⎤
I = ISCH
,0 ·exp ⎢ ⎜ ⎟−1⎥
(3.21)
⎣ ⎝VT⎠ ⎦
donde ISCH,0 es la corriente de saturación inversa de la unión Schottky cuyo valor es:
* 2
4· π· me· k 2 e· ΦB * 2 e·
ΦB
SCH ,0 = · · ·exp − = · ·exp −
3
⎛ ⎞ ⎛ ⎞
I AT ⎜ ⎟ A T ⎜ ⎟
h ⎝ kT · ⎠ ⎝ kT · ⎠ (3.22)
*
siendo k y h las constantes de Boltzmann y Planck, m e la masa efectiva del electrón en la
banda de conducción, A la superficie total de la unión, T la temperatura absoluta y ΦB = ΦM – χ.
Normalmente, la primera parte de la expresión suele agruparse en A*, llamada la constante de
Richardson.
A diferencia de una unión PN, no existen corrientes de difusión. Por esta causa, la única
capacidad que puede encontrarse en una unión Schottky es la capacidad de vaciamiento. En el
caso de que el semiconductor esté dopado con donantes, que es lo habitual, el valor de la
capacidad es, teóricamente:
q· ε · N 1 2
C = A ⇔ = · V −V
V
S D
2 2
BI
2· ( VBI −V)
CVA · q· ε S · ND
( )
3.5.2 No idealidades de una unión Schottky
50
(3.23)
En toda unión de este tipo aparecen efectos que alejan a este tipo de diodos de la idealidad.
Se enumeran a continuación dichos efectos:
A) Existencia de niveles de superficie: La superficie de unión entre el metal y el
semiconductor se ha supuesto perfecta. Sin embargo, los átomos exteriores del
semiconductor no pueden realizar correctamente el enlace covalente al carecer de
compañero para realizar el intercambio. Esto conlleva que aparezca niveles de tensión en el
interior de la banda prohibida que tienen como consecuencia que ΦB ≠ ΦM – χ.
B) Presencia de óxido interfacial: Durante el proceso de construcción de la unión Schottky,
puede aparecer una finísima capa de óxido entre el metal y el semiconductor. En la