Metall-Halbleiter-Kontakt 1

Weiterhin kann die Dotierung des Halbleiters (n-type oder p-type) festgelegt werden. Bei einem n-Halbleiter werden die Eigenschaften des Kontaktes durch das Verhalten der Elektronen bestimmt, die sich entlang der Leitungsbandkante Wc bewegen. Bei einem p-Halbleiter hingegen bestimmen die sich entlang der Valenzbandkante Wv bewegenden Löcher die Eigenschaften des Kontaktes.

Zunächst werden die Bänderdiagramme für das Metall und für den Halbleiter getrennt dargestellt. Das Vakuumniveau Wo dient dabei als gemeinsames Bezugsniveau. Nach Betätigung der Schaltfläche "Start Animation" werden die beiden Materialien miteinander in Kontakt gebracht.

Im oberen Panel des Applets werden die Verläufe der Energiebänder dargestellt. Das untere Panel zeigt die zugehörige Verteilung der Ladungsdichte .

Hinweis: Zur Darstellung des Applets ist ein Java-fähiger Webbrowser mit aktiviertem Java erforderlich.

Man sieht:

• Werden Metall und Halbleiter in Kontakt gebracht, so muss im thermodynamischen Gleichgewicht das Ferminiveau Wf in beiden Materialien auf einer Höhe verlaufen. Entsprechend müssen daher die beiden Bänderdiagramme vertikal gegeneinander verschoben werden, was zu einer Verbiegung der Bänder im Bereich des Übergangs führt.
• Fall 1: Schottky-Kontakt
  Bei einem n-Typ-Halbleiter ergibt sich durch die Verbiegung der Bänder eine Spitze in der Leitungsbandkante Wc, die für Elektronen eine Potentialbarriere darstellt, welche nicht ohne Weiteres überwunden werden kann. Bei einem p-Typ-Halbleiter hingegen ergibt sich eine Potentialbarriere in der Valenzbandkante Wv, die von Löchern nicht ohne Weiteres überwunden werden kann.
• Fall 2: Ohmscher Kontakt
  Die Bandverbiegung im Bereich des Übergangs führt nicht zu einer Potentialbarriere, d.h. die Ladungsträger können ungehindert von einem Gebiet in das andere gelangen; der Strom wird nur durch den ohmschen Widerstand der neutralen Bahngebiete bestimmt.