ショットキーバリア

ショットキーダイオードは、その整流特性に使用される単一の金属–半導体接合です。ショットキーダイオードは、高効率DC電源など、低い順方向電圧降下が必要な場合に最も適した種類のダイオードであることがよくあります。また、ショットキーダイオードは多数キャリア伝導機構のため、p-nジャンクションダイオードよりも大きなスイッチング速度を達成することができ、高周波信号の整流に適しています。

第二の半導体/金属界面と両方の接合に重なるゲートスタックを導入すると、ショットキーバリア電界効果トランジスタ(SB-FET)を得ることができます。 ゲートはチャネル内のキャリア注入を制御し,界面でのバンド曲げを変調し,Schottky障壁の抵抗を変化させた。 一般に、電流に対する最も顕著な抵抗経路はショットキー障壁によって表されるため、トランジスタがオンになったときにチャネル自体が導通に大 この種のデバイスは、両方の接合に正の電圧が印加されると、それらのバンドダイアグラムが下方に曲げられ、ソースからドレインへの電子電流が可能になるため、両極性の挙動を有する(V D S{\displaystyle V_{DS}{\displaystyle V_{DS}{\displaystyle V_{DS}{\displaystyle V_{DS}{\displaystyle V_{DS}{\displaystyle V_{DS}}の存在)。}}

V_{DS}

電圧は常に暗示されます)直接トンネリングによるものです。 両方の接合部に印加される負の電圧の反対の場合には、バンドダイアグラムが上方に曲げられ、穴が注入され、ドレインからソースに流れることがで ゲート電圧を0Vに設定すると、トンネリング電流が抑制され、熱電子イベントによる低電流のみが可能になります。 このようなデバイスの主な制限の1つは、この電流の存在に強く関連しており、それを適切にオフにすることが困難です。 このようなデバイスの明確な利点は、チャネルドーピングの必要がなく、イオン注入や高温アニーリングのような高価な技術的ステップを回避し、熱バジェットを低く保つことができることです。 しかし、ドレインとゲートの間の電圧差によるバンド曲げは、多くの場合、デバイスの適切なスイッチオフを不可能にするのに十分なキャリアを注入 また、ショットキー接点の固有抵抗による低オン電流は、接合領域の制御が困難であるため、非常に困難で信頼性の低いスケーラビリティのように、この種のデバイスの典型的なものです。

SBFET動作のバンド図。 左から:負の印加電圧がバンド図を曲げてホールトンネリング電流を可能にする(p型); 電圧を印加しないと、キャリア(オフ状態)には熱電子放出のみが許可され、正のゲート電圧は、下向きのバンド曲げ(n型)のために電子がトンネルすることを可能にする。

ショットキートランジスタ有効回路。

ベースとコレクタの間にショットキー障壁を持つバイポーラ接合トランジスタは、ショットキートランジスタとして知られています。 ショットキーバリアの接合電圧が小さいため、トランジスタの飽和が深くなりすぎることが防止され、スイッチとして使用すると速度が向上します。 これは、ショットキーと高度なショットキー TTLファミリーの基礎となるだけでなく、その低電力変種です。

MESFETまたは金属–半導体FETは、逆バイアスされたショットキー障壁を使用して、半導体内部に埋め込まれた導電性チャネルを挟む空乏領域を提供します(代わりにp-n接合が空乏領域を提供するJFETに似ています)。 このデバイスの変形は、高電子移動度トランジスタ(HEMT)であり、ヘテロ接合を利用して非常に高いコンダクタンスを有するデバイスを提供する。

ショットキーバリアカーボンナノチューブFETは、金属とカーボンナノチューブの非理想的な接触を使用してショットキーバリアを形成し、非常に小さなショットキーダイオード、トラ

ショットキー障壁は、半導体の特性評価にも使用できます。Schottky障壁の空乏領域では,ドーパントはイオン化されたままで,”空間電荷”を生じ,それが接合の容量を生じさせる。 金属-半導体界面と空乏領域の反対側の境界は二つのコンデンサプレートのように作用し、空乏領域はaとして作用する。dielectric.By 接合部に電圧を印加すると、空乏幅を変化させ、容量電圧プロファイリングで使用される容量を変化させることができます。静電容量が電圧の変化に応答する速度を解析することにより、ドーパントやその他の欠陥に関する情報を得ることができます。



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