半導体工学

質問

p型半導体、n型半導体のそれぞれの場合において、ショットキー接触の場合、金属と半導体のどちら側に正電圧を印加すれば順バイアス状態となりますか？？

回答No.1

inara · ベストアンサー

ショットキー障壁ができるのは、n型半導体では、図１のように、金属の仕事関数 φm が半導体の仕事関数 φs より大きい場合で、電子に対して障壁ができるような状況です。p型半導体では、図２のように、φm < φs の場合で、正孔に対して障壁ができるような状況です。

　　　　　　　　　　　金属　　　n型半導体
　　真空準位　 ┬　　　┬
　　　　　　　 　　｜　　　φs
　　　　　　　 　　φm　　 ↓
　　　　　　　 　　｜ 　　 　＼ ← 電子に対する障壁
　フェルミ準位 ↓＿＿＿　 ＼ - - - ← 電子
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　￣￣ 伝導帯下端
　　　　　　　　　　　　　　　＼
　　　　　　　　　　　　　　　　　＼＿＿ 価電子帯下端

【図１ n型半導体でショットキー接触となる場合】

　　　　　　　　　　　金属　　　　p型半導体
　　　真空準位 ┬　　　　┬
　　　　　　　 　　｜　　　　｜　 　／￣￣ 伝導帯下端
　　　　　　　 　　φm　　　 φs ／
　フェルミ準位 ↓＿＿＿｜ 　　　＿＿ 価電子帯下端
　　　　　　　　　　　　　　　 ｜　 ／ ++++ ← 正孔
　　　　　　　　　　　　　　　↓／← 正孔に対する障壁

【図２ p型半導体でショットキー接触となる場合】

これらに対して、順バイアスとなるのは、障壁が小さくなる方向にバイアスした場合です。金属-n型半導体系だと、半導体側のエネルギーを上に持ち上げる方向になります（バンド図の上側というは、電子エネルギーを増加させる方向なので、－の電圧を増やす方向）。つまり、金属側に＋の電圧を加えるのが順バイアスになります。

金属-p型半導体系はその逆で、半導体側のエネルギーを下に押し下げる、つまり＋の電圧を半導体側に加える方向になります。

回答No.2

inara

訂正です。
【誤】 価電子帯下端
【正】 価電子帯上端

お礼

丁寧な解説ありがとうございました！！