半导体的表面态是怎样影响势垒高度的

Question

半导体的表面态是怎样影响势垒高度的

Answer 1

表面态是由晶体表面的离子键不饱和或者表面落入灰尘离子等杂质造成的，因为在表面的带电粒子都会有向内扩散的趋势，必然会引起能带弯曲。

前者引起的能带弯曲多数是向上的，因为表面态为游离电子，体内电子到达表面难度增加，势垒向上弯曲。这种表面态的引入是可控的。

后者引起的能带弯曲是不可控的，而且是有害的，因为半导体向着未知的性能变化，如果引入了离子杂质如Na，更会向半导体内部扩展，变成废品。

不饱和离子键引起的能带弯曲可以由公式得到

Vbi是禁带宽度，Nd1是表面态浓度，Na2是体内掺杂浓度（or硅离子的有效浓度）。

在后半导体中表面态不明显，在薄半导体中表面态浓度不能被忽略，当表面态浓度状态足够大时会出现箝位现象，即势垒高度完全有表面态浓度决定，无论形成肖特基二极管是何种金属都不会改变势垒高度。通过这种技术可以有效自由地控制肖特基二极管的势垒高度，在微电子甚至纳电子领域都有所影响。