Une diode Schottky est une jonction métal-semi-conducteur unique, utilisée pour ses propriétés de redressement.Les diodes Schottky sont souvent le type de diode le plus approprié lorsqu’une faible chute de tension directe est souhaitée, par exemple dans une alimentation CC à haut rendement.De plus, en raison de leur mécanisme de conduction à porteuse majoritaire, les diodes Schottky peuvent atteindre des vitesses de commutation plus élevées que les diodes à jonction p-n, ce qui les rend appropriées pour rectifier des signaux à haute fréquence.
En introduisant une deuxième interface semi-conducteur/métal et un empilement de grille recouvrant les deux jonctions, on peut obtenir un transistor à effet de champ à barrière Schottky (SB-FET). La grille dirige l’injection de support à l’intérieur du canal en modulant la flexion de la bande à l’interface, et donc la résistance des barrières Schottky. Généralement, le chemin le plus résistif pour le courant est représenté par les barrières Schottky, de sorte que le canal lui-même ne contribue pas de manière significative à la conduction lorsque le transistor est allumé. Ce type de dispositif a un comportement ambipolaire puisque lorsqu’une tension positive est appliquée aux deux jonctions, leur diagramme de bande est courbé vers le bas permettant un courant électronique de la source au drain (la présence d’un V D S {\displaystyle V_{DS}}
la tension est toujours implicite) en raison du tunneling direct. Dans le cas contraire d’une tension négative appliquée aux deux jonctions, le diagramme de bande est plié vers le haut et des trous peuvent être injectés et s’écouler du drain vers la source. Le réglage de la tension de grille à 0 V supprime le courant de tunnel et n’active qu’un courant plus faible en raison d’événements thermioniques. L’une des principales limitations d’un tel dispositif est fortement liée à la présence de ce courant qui rend difficile son extinction correcte. Un avantage évident d’un tel dispositif est qu’il n’est pas nécessaire de doper les canaux et que des étapes technologiques coûteuses telles que l’implantation ionique et les recuits à haute température peuvent être évitées, en maintenant le budget thermique faible. Cependant, la flexion de la bande due à la différence de tension entre drain et grille injecte souvent suffisamment de porteurs pour rendre impossible un arrêt correct du dispositif. De plus, de faibles courants de marche dus à la résistance intrinsèque des contacts Schottky sont typiques de ce type d’appareil tout comme une évolutivité très dure et peu fiable en raison du contrôle difficile de la zone de jonction.
Diagrammes de bande des opérations SBFET. De gauche à droite: tension appliquée négative plier le diagramme de bande permettant un courant de tunnel de trou (type p); sans tension appliquée, seule l’émission thermionique est autorisée pour les porteurs (état éteint); une tension de grille positive permet aux électrons de tunnel en raison de la flexion de la bande vers le bas (type n).
Circuit efficace à transistor Schottky.
Un transistor à jonction bipolaire avec une barrière Schottky entre la base et le collecteur est connu sous le nom de transistor Schottky. La tension de jonction de la barrière de Schottky étant faible, le transistor ne sature pas trop profondément, ce qui améliore la vitesse lorsqu’il est utilisé comme interrupteur. C’est la base des familles Schottky et Advanced Schottky TTL, ainsi que de leurs variantes à faible puissance.
Un MESFET ou un FET métal–semi-conducteur utilise une barrière Schottky polarisée en inverse pour fournir une région de déplétion qui pince un canal conducteur enterré à l’intérieur du semi–conducteur (similaire au JFET où à la place une jonction p-n fournit la région de déplétion). Une variante de ce dispositif est le transistor à mobilité électronique élevée (HEMT), qui utilise également une hétérojonction pour fournir un dispositif à conductance extrêmement élevée.
Un FET de nanotube de carbone à barrière Schottky utilise le contact non idéal entre un métal et un nanotube de carbone pour former une barrière Schottky qui peut être utilisée pour fabriquer des diodes Schottky extrêmement petites, des transistors et des dispositifs électroniques similaires avec des propriétés mécaniques et électroniques uniques.Les barrières de Schottky
peuvent également être utilisées pour caractériser un semi-conducteur.Dans la région de déplétion de la barrière de Schottky, les dopants restent ionisés et donnent lieu à une « charge d’espace » qui à son tour donne lieu à une capacité de la jonction. L’interface métal-semi-conducteur et la limite opposée de la zone appauvrie agissent comme deux plaques de condensateur, la région d’appauvrissement agissant comme une dielectric.By en appliquant une tension à la jonction, il est possible de faire varier la largeur de déplétion et de faire varier la capacité, utilisée dans le profilage de tension de capacité.En analysant la vitesse à laquelle la capacité répond aux changements de tension, il est possible d’obtenir des informations sur les dopants et autres défauts, une technique connue sous le nom de spectroscopie transitoire de niveau profond.
