لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه55
فهرست مطالب
پایین آمدن ارتفاع سد توسط نیروی تصویری:
تماس تونلی:
مقاومت تماس:
مقایسه روشهای PVD:
عملیات بعد از لایه نشانی:
روش اندازه گیری LTLM
ساخت ماسک و ایجاد الگو
عملیات گرمادهی
نتایج آزمایشات
این پدیده باعث کاهش سدی که الکترون می بیند می شود ولی کاهش ناشی از این اثر بسیار ناچیز و در حدود Mv20-10 است. ابتدا سیستم فلز – خلاء را بررسی می کنیم و بعد نتیجه را به سیستم فلز-نیمه هادی توسعه می دهیم. وقتی یک الکترون به فاصله از سطح فلز خارج می شود و یا به آن نزدیک می شود . این وضعیت همواره اتفاق می افتد و فلز همانند یک آینه عمل می کند بنابراین یک نیروی جاذبه بین دو بار بوجود می آید و خطوط میدانی الکتریکی ایجاد می شود چون فلز یک رسانای خوب است تمام میدان باید بر سطح آن عمود باشند. نیروی ین این دو بار
و انرژی پتانسیل:
اگر هیچ میدان الکتریکی خارجی بر سطح گسیل کننده اعمال نشود ، تنها مشارکت در انرژی پتانسیل نیروی تصویری بیان شد معادله (4) است.
وقتی یک میدان خارجی به سمت فلز اعمال شود. در این صورت انرژی پتانسیل ناشی از میدان خارجی عبارتست از
بنابراین انرژی پتانسیل کل الکترون عبارتست از
پتانسیل بیشینه در نقطه Xmax قرار دارد که بصورت زیر تعیین می شود.
با نامگذاری بیشترین انرژی با خواهیم داشت:
بنابراین مقدار کاهش در ارتفاع سد برابر با:
یعنی برای خروج الکترون از سطح فلز در حالیکه میدان ثابتی بر سطح فلز وجود دارد باید انرژی اعمال کرد (کاهش تابع کار) این پدیده به اثر شاتکی معروف است.
برای توسعه مباحث فوق به سیستم فلز-نیمه هادی در وضعیت آلایش کم یا متوسط کافیست در روابط قبلی تغییر متغیر Emax E را انجام دهیم. که در آن Emax همانگونه که قبلاً دیدیم ماکزیممم میدان در نقطه X=0 و بصورت :
بنابراین میزان کاهش سد ناشی نیروی تصویری بصورت:
از آنجاییکه است بنابراین مقدار کاهش در نیمه هادی کمتر از خلاء است.
انتقال بار در سد شاتکی:
در حالت تعادل وقتی هیچ ولتاژ خارجی به دیود سد شاتکی اعمال نشود هیچ جریان خالصی از سد عبور نمی کند. در شکل زیر وضعیت برای پیوند شاتکی نیمه رسانای نوع n- با فلز آورده شده است.
که در آن Jmso و Jsmo به ترتیب چگالی جریانی است که از فلز به نیمه رسانا و از نیمه رسانا به فلز می رود و اندیس o بیانگر حالت است. بنابراین هیچ جریانی از پیوندگاه عبور نخواهد کرد.
اعمال با یاس خارجی : وقتی یک بایاس خارجی به دو سر دیود شاتکی اعمال شود. ارتفاع سد درون ساخت تغییر خواهد کرد که مهمترین و غالبترین مکانیسم جریان از سد شاتکی گسیل ترمویونی حاملها از بالای سد است لذا آنهایی که انرژی بیشتر ارتفاع سد درون ساخت دارند از سد خواهند گذشت. کمترین انرژی مورد نیاز برای عبور الکترونها از سد براحتی قابل محاسبه است.
که در آن Vmin کمترین سرعتی است که حاملها باید داشته باشند تا از سد بگذرند و VA بایاس اعمال شده است.
برای حالت بایاس مستقیم VA=V (مقدار آن مثبت) که در این حالت با تزریق الکترون در طرف نیمه رسانا EFS به اندازه qv از فاصله گرفته وسد درون ساخت به مقدار q(Vbi-V) کاهش پیدا خواهد کرد. بنابراین حملهایی که از نیمه رسانا به فلز می روند با کوچکتری مواجه خواهند شد ولی ارتفاع سد شاتکی تغییر نخواهد کرد (JMSF=JMSO) چگالی جریان کل گذرنده از سد شاتکی حالت بایاس مستقیم JF عبارت است از:
از طرفی چون JMSO بسیار ناچیز است و با اعامال بایاس تغییر نمی کند لذا جریان غالب فقط از نیمه رسانا به فلز بوده و یکسوست.
که در آن :
به ثابت ریچاردسون معروف است.
بنابراین نمودار (I-V) برای اینحالت بصورت شکل -9 خواهد بود که همان نمودار معروف دیود شاتکی است:
در حالت بایاس معکوس (VA=-V) بنابراین عکس حالت قبل اتفاق می افتد یعنی ارتفاع سد درون ساخت افزایش پیدا و با توجه به معادله (26) حاملها برای گذشتن از آن نیاز به انرژی زیادی خواهند داشت. بنابراین در این حالت هم جریان عبور بسیار کم بوده و تقریباً برابر با صفر است. البته اگر بایاس اعمالی بسیار شدید باشد عرض سد باریکتر شده و حاملها قادر به تونل زنی از سد خواهند شد.
اتصال اهمی:1
همانگونه که گفته شد اتصال اهمی به اتصالی اطلاق می شود که مقاومت مزاحم قابل ملاحظه ای به ساختاری که اتصال بر روی آن می رود ایجاد نکند و حاملها براحتی به داخل و خارج نیمه رسانا عبور کنند (خاصیت I/V خطی داشته باشد) و این به این معنی است که ارتفاع سد شاتکی ایجاد شده باید صفر و یا منفی باشد ، البته در بیشتر حالتها نیز یک تماس تونلی داریم که در بخش بعد به آن می پردازیم.
در حالت ایده آل برای یک نیمه رسانای نوع n- اگر تابع کار فلز کوچکتر از تابع کار نیمه رسانا باشد در اینصورت یا کار فلز کوچکتر از الکترونخواهی نیمه رسانا
نزدیک آن است شکل (2-الف) بنابراین پس از الکترونی و ثابت شدن ترازهای فرمی نمودار نواری شکل (2-1ب) را خواهیم داشت. در این نوع تماس سد درون ساخت ایجاد نمیشود . از طرفی طبق معادله (2) ارتفاع سد شاتکی ایجاد شده منفی و یا صفر است. بنابراین حاملها براحتی و آزادانه در هر دو حرکت کرده، در نتیجه پیوند غیر یکسو ساز یا اهمی است.
1 Ohmic contact
مقاله در مورد الکتریسیته
