Un diodo Schottky è una singola giunzione metallo–semiconduttore, utilizzata per le sue proprietà rettificanti.I diodi Schottky sono spesso il tipo di diodo più adatto quando si desidera una bassa caduta di tensione diretta, ad esempio in un alimentatore CC ad alta efficienza.Inoltre, a causa del loro meccanismo di conduzione a maggior portante, i diodi Schottky possono raggiungere velocità di commutazione maggiori rispetto ai diodi a giunzione p-n, rendendoli appropriati per rettificare i segnali ad alta frequenza.
Introducendo una seconda interfaccia semiconduttore/metallo e una pila di gate sovrapposta a entrambe le giunzioni, si può ottenere un transistor ad effetto di campo a barriera Schottky (SB-FET). Il cancello dirige l’iniezione portante all’interno del canale modulando la flessione della banda all’interfaccia, e quindi la resistenza delle barriere Schottky. Generalmente il percorso più significativamente resistivo per la corrente è rappresentato dalle barriere Schottky, e quindi il canale stesso non contribuisce in modo significativo alla conduzione quando il transistor è acceso. Questo tipo di dispositivo ha un comportamento ambipolare poiché quando una tensione positiva viene applicata ad entrambe le giunzioni, il loro diagramma di banda è piegato verso il basso consentendo una corrente di elettroni dalla sorgente allo scarico (la presenza di un VD S {\displaystyle V_ {DS}}
la tensione è sempre implicita) a causa del tunneling diretto. Nel caso opposto di una tensione negativa applicata a entrambe le giunzioni il diagramma di banda è piegato verso l’alto e i fori possono essere iniettati e fluire dallo scarico alla sorgente. L’impostazione della tensione di gate su 0 V sopprime la corrente di tunneling e consente solo una corrente inferiore a causa di eventi termoionici. Uno dei principali limiti di un tale dispositivo è fortemente legato alla presenza di questa corrente che rende difficile spegnerlo correttamente. Un chiaro vantaggio di tale dispositivo è che non è necessario il doping del canale e si possono evitare costosi passaggi tecnologici come l’impianto ionico e le ricottura ad alta temperatura, mantenendo basso il budget termico. Tuttavia la flessione della banda a causa della differenza di tensione tra scarico e cancello spesso inietta abbastanza vettori per rendere impossibile un corretto spegnimento del dispositivo. Inoltre, le basse correnti di accensione dovute alla resistenza intrinseca dei contatti Schottky sono tipiche di questo tipo di dispositivo, così come una scalabilità molto dura e inaffidabile dovuta al difficile controllo dell’area di giunzione.
Diagrammi di banda delle operazioni SBFET. Da sinistra a destra: tensione applicata negativa piegare il diagramma di banda consentendo una corrente di tunneling del foro (tipo p); senza alcuna tensione applicata è consentita solo l’emissione termionica per i portatori (off-state); una tensione di gate positiva consente agli elettroni di tunnel a causa della flessione della banda verso il basso (tipo n).
Circuito efficace a transistor Schottky.
Un transistor a giunzione bipolare con una barriera Schottky tra la base e il collettore è noto come transistor Schottky. Poiché la tensione di giunzione della barriera Schottky è piccola, al transistor viene impedito di saturarsi troppo profondamente, il che migliora la velocità quando viene utilizzato come interruttore. Questa è la base per le famiglie Schottky e Advanced Schottky TTL, così come le loro varianti a bassa potenza.
Un MESFET o metallo–semiconduttore FET utilizza una barriera Schottky inversa per fornire una regione di esaurimento che pizzica fuori un canale conduttore sepolto all’interno del semiconduttore (simile al JFET dove invece una giunzione p-n fornisce la regione di esaurimento). Una variante di questo dispositivo è il transistor ad alta mobilità elettronica (HEMT), che utilizza anche un’eterogiunzione per fornire un dispositivo con conduttanza estremamente elevata.
Un nanotubo di carbonio Schottky barrier FET utilizza il contatto non ideale tra un metallo e un nanotubo di carbonio per formare una barriera Schottky che può essere utilizzata per realizzare diodi Schottky estremamente piccoli, transistor e dispositivi elettronici simili con proprietà meccaniche ed elettroniche uniche.
Le barriere Schottky possono anche essere utilizzate per caratterizzare un semiconduttore.Nella regione di esaurimento della barriera di Schottky, i droganti rimangono ionizzati e danno origine a una “carica spaziale” che a sua volta dà origine a una capacità della giunzione. L’interfaccia metallo-semiconduttore e il confine opposto dell’area esaurita agiscono come due piastre di condensatori, con la regione di esaurimento che funge da dielectric.By applicando una tensione alla giunzione è possibile variare la larghezza di esaurimento e variare la capacità, utilizzata nella profilatura della tensione capacitiva.Analizzando la velocità alla quale la capacità risponde alle variazioni di tensione, è possibile ottenere informazioni su droganti e altri difetti, una tecnica nota come spettroscopia transitoria di livello profondo.
