TECNOLOGIA DE SEMICONDUCTORES. CONTACTO RECTIFICANTE

Contacto Rectificante. Adquiere este nombre porque se debe a la union de un metal y un semiconductor, aquí hay un contacto a escala atómica donde los componentes no se mezclan, no absorben impuerzas ni cargas (en la interface metal-semiconducor), también se le conoce como Diodo de barrera de Schottky. El mecanismo de corriente en el diodo Schottky es similar que en el caso de los diodos comunes tipo PN, pero el diodo S. se debe al flujo de portadores mayoritarios.

Estructura de un diodo Schottky. El diodo esta compuesto por un metal y un semiconductor (tipo N)

Los materiales mas utilizados para crear los diodos Schottky son: metales: Platino. Titanio. Oro. con los semiconductores: Silicio. (Si) Arseniuro de galio. (GaAs)

PARAMETROS. El parámetro q Φm [eV] es la función trabajo del metal. La cantidad q Φs [eV] es la función trabajo del semiconductor.

Cuando se establece el contacto entre los materiales, las diferencias de energía provoca una transferencia de electrones desde el semiconductor hacia el metal de modo de igualar los niveles de Fermi.

POLARIZACION INVERSA. Para entender el comportamiento del sistema cuando se aplica una tensión externa se considerará que el semiconductor está conectado a tierra. Si se aplica una tensión (V) tal que el semiconductor, que es de tipo N, quede positivo respecto del metal, la caída de tensión a través de la región de carga espacial aumenta, y consecuentemente, aumenta el ancho de la región de agotamiento (x'n)

Diodo de Schottky (en Polarización Inversa)

POLARIZACIÓN DIRECTA. Si ahora se aplica una tensión positiva (V) al metal respecto del semiconductor, la barrera semiconductor-metal, se reduce. En esta situación, los electrones pueden fluir fácilmente desde el semiconductor hacia el metal, porque la anchura de la barrera se ha reducido.

Diodo de Schottky (en Polarización Directa)

FUNCIONAMIENTO IDEAL. El diodo de barrera Schottky tiene una característica tensión-corriente similar a la de un diodo de Silicio común, excepto que la tensión umbral es más baja, del orden de 0.2v Como responde mucho más rápido que un diodo normal tiene gran valor en aplicaciones de conmutación de alta velocidad.

FUNCIONAMIENTO REAL. La anchura de la barrera varía con la tensión aplicada, mayormente con polarización inversa. Pero en polarizacion directa, los electrones de conducción experimentan una fuerza en el metal que los atrae hacia la superficie del metal disminuyendo la anchura de la barrera y apartando la relación corriente-tensión de su valor ideal.

CIRCUITO EQUIVALENTE. El circuito equivalente de pequeña señal del diodo Schottky cuyo símbolo esquemático se muestra en la figura a) La imagen de la figura b) muestra el comportamiento del diodo schottky por medio de componentes electronicos.

COMPARACIÓNES. Los diodos Schottky tienen muchas aplicaciones porque presentan algunas ventajas respecto a los diodos de unión PN. El diodo Schottky presenta una mayor corriente lo que se manifiesta por medio de una menor tensión de umbral, alrededor de 0.2v a 0.3v Mayor velocidad de respuesta temporal.

Schottky vs Diodo “PN” Para un diodo Schottky un tiempo de conmutación típico es de 1 ps, en tanto que un diodo común está en el orden de 1 ns. Mayor corriente entregada. Voltaje de polarizacion (diodo 0.7v diodo schottky 0.2v a 0.3v)