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第8章 半導体の接合 （第７回）
８．５ ショットキー・ダイオードの整流作用
第8章 半導体の接合 （第７回）
８．５ ショットキー・ダイオードの整流作用
８．５ ショットキー・ダイオードの整流作用 空間電荷層（空乏層）内の様子
ショットキー接合界面近傍の電荷密度、電界強さ、電位の関係（まとめ）
ショットキー接合界面近傍の電荷密度、電界強さ、電位の関係（まとめ）
ポアソン方程式 dx
dVE
順方向バイアス、逆方向バイアスをかけた時の 空間電荷層の電流値を求める。
金属－ｎ形半導体（ショットキー接合）
電子の拡散流束： dx
dnDe
e
SM
流動電子の流束：
（8.5.1）
En e
e
SM （8.5.2）
正味の電子の流束： dx
dnDEn ee
e
SM
e
SM
e
（8.5.3）
（8.5.4） 電流密度： dx
dnqDEqnqJ ee
e
n
（8.5.5） 式を変形して、 )(dx
dn
dx
dV
Tk
qnqDJ x
B
en
解けば（付録Q）、
)(//)( TkqVTkVVq
nBdBd eeBJ
（8.5.6）
場合分け（熱平衡状態、順バイアス、逆バイアス）
○ 熱平衡状態 （V=0、Jn=0）
M→S と S→M の電流が等しいことを意味し、その電流値は、
TkqV BdBeJ/
0
（8.5.8）
となる。
○ 順バイアス （V>0、Jn>0）
半導体側の障壁高さは低くなる（ Vd - V ）が、金属側は変わらない。
S→M の電子流（M→Sの電流 JMS ）が増大。 逆方向（S→Mの電流 JSM ）は変わらない。
)1(/
0 TkqV
SMMSBeJJJJ順 （8.5.11, 12）
V が大きいときは、
TkqV BeJJ/
0
順
（8.5.13）
○ 逆バイアス （V<0、Jn<0： テキストではVは正数）
半導体側の障壁高さは高くなる（ Vd + |V |）が、金属側は変わらない。
S→M の電子流（M→Sの電流 JMS ）は減少。 逆方向（S→Mの電流 JSM ）は変わらない。
)1(/||
0 TkVq
SMMSBeJJJJ 逆逆
（8.5.15, 16）
V が大きいときは、
0JJ 逆 （8.5.17）
ショットキー接合（ｎ形とｐ形）
８．６ 金属と半導体の種々の接合
金属と n 形半導体の場合
金属と p 形半導体の場合
SM
SM
SM
SM
整流接合
整流接合
オーミック接合
オーミック接合
まとめ
○ ショットキーダイオードの整流特性 ○ ショットキー接合とオーミック接合
演習
１．ｐ形半導体と金属のショットキー接合界面の エネルギーバンド図を描け。 ２．ｐ形半導体と金属のオーミック接合界面の エネルギーバンド図を描け。