(Cd,Mn)Te - Instytut Fizyki PAN

3.1. PROSTA TEORIA ZŁĄCZ M-SZłącza metal-półprzewodnik określane są skrótem m-s (metal-semiconductor).Charakter złącza m-s zależy od wartości pracy wyjścia elektronów z metalui półprzewodnika oraz od położeń energetycznych stanów powierzchniowychpółprzewodnika. Wyróżniamy dwa typy złącz metal-półprzewodnik. Złącza o liniowychcharakterystykach prądowo-napięciowych nazywamy kontaktami omowymi. Ich cechąsą niewielkie oporności niezależne od kierunku polaryzacji płynącego przez nie prądu.Złącza o nieliniowej charakterystyce nazywane są natomiast diodami Schottky’ego.Charakterystyczną cechą złącza prostującego jest to, że prąd przepływa znacznie łatwiejw jednym kierunku niż w drugim. Schottky tłumaczył to tym, że właściwości prostującezłącza wynikają z pojawienia się bariery potencjału w obszarze przypowierzchniowympółprzewodnika, która jest związana z obecnością ładunku przestrzennego w materiale[1].Prosty schemat złącza m-s zakłada, że w półprzewodniku nie występują stanypowierzchniowe. O charakterze kontaktu decyduje wówczas różnica prac wyjściaelektronów z metalu (Φ m ) i półprzewodnika (Φ s ). Najprostsza definicja pracy wyjściaelektronu mówi, że jest to praca jaką należy wykonać, aby przenieść elektron z poziomuFermiego do poziomu próżni.W praktyce często zdarza się (np. germanowe diody punktowe),że charakterystyka złącza jest prawie niezależna od pracy wyjścia elektronu z metalu.Jest to wynikiem istnienia na powierzchni półprzewodnika naturalnej barierypowierzchniowej. Zazwyczaj przyczyną jej powstania jest duża liczba elektronowychpoziomów energetycznych na powierzchni półprzewodnika (stanówpowierzchniowych). Większość z tych stanów jest obsadzonych elektronami, którepozostawiają w warstwie powierzchniowej ładunek dodatni związanyze zjonizowanymi donorami. Kiedy taki półprzewodnik łączy się z metalami o różnychpracach wyjścia, wtedy różne liczby elektronów z obsadzonych stanówpowierzchniowych przepływają do metalu i nie powoduje to zmiany bariery w obszarzeładunku przestrzennego przy powierzchni złącza [2].Możliwe są cztery przypadki zależności pomiędzy pracami wyjścia dla metalui półprzewodnika przy założeniu, że nie istnieją stany powierzchniowew półprzewodniku (tabela 3.1.1).59