最後更新:2026年10月8日基礎概念半導體物理・晶體基礎中國大陸:肖特基结(肖特基势垒)

蕭特基接面(蕭特基能障)是什麼

Schottky Junction (Schottky Barrier)

蕭特基接面是指因金屬與半導體界面形成的能量障壁(蕭特基能障),使電流容易往單一方向流動的整流性接面。由於只靠多數載子運作,速度快,順向電壓也比pn接面低,用於蕭特基二極體(SBD)以及GaAs・GaN電晶體的閘極。SiC SBD已在高耐壓用途中普及。

目錄4 項
  1. 定義與原理
  2. 常見問題
  3. 相關用語
  4. 比較文章

定義與原理

蕭特基接面是指金屬與半導體接觸時,界面形成能量障壁(蕭特基能障),使電流容易往單一方向流動的整流性接面。也稱為蕭特基接觸,名稱來自約在1938年提出此理論的德國物理學家華特・蕭特基(Walter Schottky)。是與不論電流方向都能以低電阻導通的歐姆接觸相對的概念。

理想情況下,對n型半導體的能障高度φB,由金屬功函數φm與半導體電子親和力χ的差(φB=φm−χ)決定(蕭特基-莫特定律)。不過在實際的矽或GaAs中,已知界面能階會使費米能階被固定,即使更換金屬,能障高度也幾乎不變(費米能階釘扎)。施加順向電壓時,半導體側的電子越過能障流向金屬(熱電子發射),逆向則幾乎沒有電流。與pn接面不同,它只靠多數載子運作,因此沒有少數載子的累積、切換速度快,且順向電壓在矽中約0.3~0.5V,比pn接面(約0.7V)低,這些是其特點。

代表性應用是蕭特基二極體(SBD),用於交換式電源的整流等。矽SBD的弱點是逆向漏電流大、耐壓低,但SiC SBD兼具600V以上的高耐壓與幾乎沒有逆向恢復電流的特性,廣泛用於電動車與太陽光電的逆變器。GaAs的MESFET與GaN的HEMT也以蕭特基接面作為閘極電極。能障高度與理想因子,以電流-電壓(I-V)特性或電容-電壓(C-V)特性評估。

蕭特基接面(蕭特基能障)的常見問題

蕭特基接面與pn接面有何不同?
兩者都具有整流性,但pn接面是p型與n型半導體的接合,伴隨少數載子的注入與復合。蕭特基接面是金屬與半導體的接合,只靠多數載子運作,因此切換速度快、順向電壓低,但逆向漏電流較容易變大。
費米能階釘扎是什麼?
指金屬與半導體界面的能階使半導體的費米能階被固定,無論使用哪種金屬,蕭特基能障高度都幾乎不變的現象。由於無法如理論般以金屬功函數控制能障,使歐姆接觸的形成與電極材料的選擇變得困難。

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