概述
半導體界面(semiconductor interface)是指半導體與其他物質相接觸的面。包括半導體一金屬、半導體一絕緣介質以及半導體一半導體間接觸界面。
研究與套用
半導體界面研究在半導體物理學和器件工藝中占據著很重要的地位。半導體一金屬接觸是最早為人們所研究的界面。德國人肖特基(Schottky)和英國人莫特(Mott)依據金屬和半導體電子功函式不同提出,在半導體一金屬界面上存在接觸勢壘,這一理論能夠解釋半導體一金屬間的整流作用,但不能說明不同金屬與半導體接觸勢壘高度幾乎相同。美國人巴丁(Bardeen)進一步提出,半導體表面存在高密度表面,它“鎖定”了勢壘高度,解釋了與金屬功函式無關。
半導體一絕緣介質接觸在微電子技術中有廣泛套用,SiO2/Si是典型的半導體一絕緣介質接觸。在SiO2/Si界面存在有:
由於矽晶格周期性中斷而產生的“快表面態”;
由於在界面處過量矽離子而產生的固定正界面電荷密度QSS前者可用適當工藝處理降低或消除,而後者則不能從工藝上消除,而且QSS大小與半導體結晶方向密切相關。
穩定的SiO2膜和優質的SiO2/si界面系統使矽成為套用最廣泛的半導體材料。兩種不同的半導體材料接觸,在界面附近形成半導體異質結,界面上仍保持了晶格的連續性,兩種半導體晶格常數的差異導致界面上產生大量的界面態(或懸掛鍵),它對異質結能帶結構和電子輸運有很大影響,晶格失配越小,界面態密度越低。異質結在現代半導體器件,尤其在雷射器和其他光電器件中具有極重要的套用價值。