Dispositivi a semiconduttore

Presentazione sul tema: "Dispositivi a semiconduttore"— Transcript della presentazione:

1 Dispositivi a semiconduttore
Giunzione MS Problema: Il contatto M-S è sempre presente in un circuito. Come si comporta ? Dispositivi a semiconduttore

2 Dispositivi a semiconduttore
Giunzione MS (n doping) Evac Walter Schottky ( ) em=workfunction metallo es=workfunction semiconduttore es=affinità elettronica semiconduttore Dispositivi a semiconduttore

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Giunzione MS : caso n Electron Affinity Model (EAM) m>S e(s-s) Dispositivi a semiconduttore

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Al momento del contatto Dopo il contatto Dispositivi a semiconduttore

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Giunzione MS Dispositivi a semiconduttore

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VA=potenziale esterno applicato Dispositivi a semiconduttore

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Capacità Spettroscopia C-V Dispositivi a semiconduttore

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Se ND=cost 1/C2 cresce linearmente con V Intercetta per 1/C2 a zero dà VBI Dispositivi a semiconduttore

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Calcolo barriera potenziale Dispositivi a semiconduttore

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Vari metalli Dispositivi a semiconduttore

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Capacità variabile Varactor Dispositivi a semiconduttore

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Caso p m<S Dispositivi a semiconduttore

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Indice di superficie S Dispositivi a semiconduttore

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Superficie Dispositivi a semiconduttore

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Stati di superficie Bulk state Surface state Dispositivi a semiconduttore

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Superficie Dispositivi a semiconduttore

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Stati di superficie e band bending Dispositivi a semiconduttore

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Stati di superficie e band bending Dispositivi a semiconduttore

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Nel realizzare la barriera conta anche la superficie Dispositivi a semiconduttore

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Limiti validità EAM: Effetti di superficie: Fermi-Level Pinning (III-As, III-P) . Il livello di Fermi alla superficie è ad energia fissata a prescindere dal metallo con cui realizzo il diodo Dispositivi a semiconduttore

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Giunzione MS : caso n con bias Dispositivi a semiconduttore

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Corrente di maggioritari: Emissione termoionica 2) Tunneling: conta per barriere sottili ad alti drogaggi Per emissione di campo si intende il tunneling di elettroni vicini al livello di Fermi Per doping conta emissione termoionica Dispositivi a semiconduttore

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Corrente termoionica Dispositivi a semiconduttore

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Corrente termoionica Dispositivi a semiconduttore

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Calcolo emissione termoionica A*=Costante di Richardson 120m*/m0 A/(Kcm)2 Dispositivi a semiconduttore

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J=JS-M-JM-S=JS(exp(qV/kBT)-1) JS: corrente di saturazione, cresce con T Caratteristica diodo Schottky ideale Dispositivi a semiconduttore

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Caratteristiche generali: Tensione ginocchio inferiore Maggiore corrente di perdita Dispositivi a semiconduttore

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Effetto Schottky: Riduzione potenziale contatto dovuto ad effetto cariche immagine Effetto trascurabile per contatti con semiconduttori con costante dielettrica ≈10 Gli elettroni nel semiconduttore “ vedono” una superficie metallica equipotenziale. Un elettrone -e nel punto x del SC_ Una carica immagine +e nel punto -x Dipende dal bias Aumento emissione termoionica Dispositivi a semiconduttore

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Caratteristiche generali: Tensione ginocchio inferiore Maggiore corrente di perdita Dispositivi a semiconduttore

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Cat whisker radio Contatto meccanico metallo-semiconduttore (galena PbS): nella radio azione rettificatrice Dispositivi a semiconduttore

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Contatto ohmico: Resistenza contatto “ piccola” Per la corrente termoionica Piccole barriere Dispositivi a semiconduttore

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Contatto Ohmico Dispositivi a semiconduttore

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Contatti Ohmici OK se cresce doping: W diminuisce: tunneling Dispositivi a semiconduttore

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Contatti Ohmici: deposizione eutettica Nella lega per formare il contatto c’è un elemento drogante per il SC Una miscela eutettica (dal greco eu = buono, facile; tettico = da fondere) è una miscela di sostanze il cui punto di fusione è più basso di quello delle singole sostanze che la compongono (da cui il nome "facile da fondere"). Dispositivi a semiconduttore

40 Contatti Ohmici Material Contact materials Si
Al, Al-Si, TiSi2, TiN, W, MoSi2, PtSi, CoSi2, WSi2 Ge In, AuGa, AuSb GaAs AuGe, PdGe, Ti/Pt/Au GaN Ti/Al/Ti/Au, Pd/Au InSb In ZnO InSnO2, Al CuIn1-xGaxSe2 Mo, InSnO2 HgCdTe Dispositivi a semiconduttore

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Con alto doping piccola regione svuotamento e tunneling Dispositivi a semiconduttore

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