Schottky barrier

en Schottky–diode er et enkelt metal-halvlederkryds, der anvendes til dets ensrettende egenskaber.Schottky-dioder er ofte den mest egnede type diode, når der ønskes et lavt spændingsfald fremad, såsom i en højeffektiv DC-strømforsyning.På grund af deres majoritetsbærerledningsmekanisme kan Schottky-dioder også opnå større skiftehastigheder end p–n-forbindelsesdioder, hvilket gør dem passende til at rette op på højfrekvente signaler.

introduktion af en anden halvleder/metalgrænseflade og en portstabel, der overlapper begge kryds, kan man opnå en Schottky barrier field effect transistor (SB-fet). Porten styrer bærerinjektionen inde i kanalen, der modulerer båndbøjningen ved grænsefladen, og dermed modstanden af Schottky-barriererne. Generelt er den mest signifikant resistive vej for strømmen repræsenteret af Schottky-barriererne, og selve kanalen bidrager derfor ikke væsentligt til ledningen, når transistoren tændes. Denne type enhed har en ambipolær opførsel, da når en positiv spænding påføres begge kryds, bøjes deres bånddiagram nedad, hvilket muliggør en elektronstrøm fra kilde til dræning (tilstedeværelsen af en V D s {\displaystyle V_{DS}}

V_{DS}

spænding er altid underforstået) på grund af direkte tunneling. I det modsatte tilfælde af en negativ spænding, der påføres begge kryds, bøjes bånddiagrammet opad, og huller kan injiceres og strømme fra afløbet til kilden. Indstilling af portspændingen til 0 V undertrykker tunnelstrømmen og muliggør kun en lavere strøm på grund af termioniske begivenheder. En af hovedbegrænsningerne ved en sådan enhed er stærkt relateret til tilstedeværelsen af denne strøm, der gør det vanskeligt at slukke det korrekt. En klar fordel ved en sådan anordning er, at der ikke er behov for kanaldoping, og dyre teknologiske trin som ionimplantation og annealinger ved høj temperatur kan undgås, hvilket holder det termiske budget lavt. Båndet bøjning på grund af spændingsforskellen mellem afløb og Port injicerer dog ofte nok bærere til at gøre det umuligt at slukke for enheden. Også lave strømme på grund af Schottky-kontakternes iboende modstand er typiske for denne type enhed ligesom en meget hård og upålidelig skalerbarhed på grund af den vanskelige kontrol af krydsområdet.

Band diagrammer af SBFET operationer. Fra venstre mod højre: negativ anvendt spænding bøj bånddiagrammet, der muliggør en hultunnelstrøm (p-type); uden spænding anvendt kun termionisk emission er tilladt for bærere (off-state); en positiv portspænding gør det muligt for elektroner at tunnelere på grund af den nedadgående båndbøjning (n-type).

Schottky transistor effektivt kredsløb.

en bipolær forbindelsestransistor med en Schottky-barriere mellem basen og samleren er kendt som en Schottky-transistor. Fordi forbindelsesspændingen på Schottky-barrieren er lille, forhindres transistoren i at mætte for dybt, hvilket forbedrer hastigheden, når den bruges som omskifter. Dette er grundlaget for Schottky og avancerede Schottky TTL-familier såvel som deres varianter med lav effekt.

en MESFET eller metal–halvleder FET bruger en omvendt forudindtaget Schottky-barriere til at tilvejebringe et udtømningsområde, der klemmer en ledende kanal nedgravet inde i halvlederen (svarende til JFET, hvor i stedet et p–n-kryds giver udtømningsområdet). En variant af denne enhed er high-electron-mobility transistor (HEMT), som også anvender en heterojunction til at tilvejebringe en enhed med ekstremt høj konduktans.

en Schottky barrier carbon nanorør Fet bruger den ikke-ideelle kontakt mellem et metal og en carbon nanorør til at danne en Schottky barriere, der kan bruges til at fremstille ekstremt små Schottky dioder, transistorer og lignende elektroniske enheder med unikke mekaniske og elektroniske egenskaber.

Schottky barrierer kan også bruges til at karakterisere en halvleder.I udtømningsområdet for Schottky-barrieren forbliver dopingmidler ioniserede og giver anledning til en “rumladning”, som igen giver anledning til en kapacitans af krydset. Metal-halvledergrænsefladen og den modsatte grænse for det udtømte område fungerer som to kondensatorplader, hvor udtømningsområdet fungerer som en dielectric.By anvendelse af en spænding til krydset er det muligt at variere udtømningsbredden og variere kapacitansen, der anvendes i kapacitansspændingsprofilering.Ved at analysere den hastighed, hvormed kapacitansen reagerer på ændringer i spænding, er det muligt at få information om dopingmidler og andre defekter, en teknik kendt som transient spektroskopi på dybt niveau.



+