Шотки барьер,потенциальный барьер, образующийся в приконтактном слое полупроводника, граничащем с металлом; назван по имени немецкого учёного В. Шотки (W. Schottky). исследовавшего такой барьер в 1939. Для возникновения потенциального барьера необходимо, чтобы работы выхода металла и полупроводника были различными, на что впервые указал сов. учёный Б. И. Давыдов в 1939. При сближении полупроводника n-типа с металлом, имеющим большую, чем у полупроводника, работу выхода Ф, металл заряжается отрицательно, а полупроводник — положительно, т.к. электронам легче перейти из полупроводника в металл, чем обратно (при сближении полупроводника р-типа с металлом, обладающим меньшей Ф, металл заряжается положительно, а полупроводник — отрицательно). При установлении равновесия между металлом и полупроводником возникает контактная разность потенциалов: U_k= (Ф_м — Ф_п)/е (е — заряд электрона). Из-за большой электропроводности металла электрическое поле в него не проникает, и разность потенциалов U_k создаётся в приповерхностном слое полупроводника. Направление электрического поля в этом слое таково, что энергия основных носителей заряда в нём больше, чем в толще полупроводника. Это означает, что в полупроводнике n-типа энергетической зоны в приконтактной области изгибаются вверх, а в полупроводнике р-типа — вниз (см. рис.). В результате в полупроводнике вблизи контакта с металлом при Ф_м > Ф_п для полупроводника n-типа, или при Ф_м < Ф_п для полупроводника р-типа возникает потенциальный барьер. Высота Шотки барьер Ф₀ = Ф_м — Ф_п. В реальных структурах металл — полупроводник это соотношение не выполняется, т.к. на поверхности полупроводника или в тонкой диэлектрической прослойке, часто образующейся между металлом и полупроводником, обычно имеются локальные электронные состояния; находящиеся в них электроны экранируют влияние металла так, что внутренне поле в полупроводнике определяется этими поверхностными состояниями и высота Шотки барьер не зависит от Ф_м. Как правило, наибольшей высотой обладают Шотки барьер, получаемые нанесением на полупроводник n-типа плёнки Au. На высоту Шотки барьер оказывает также влияние сила «электрического изображения» (см. Шотки эффект).

Энергетическая схема контакта металл — полупроводник; а — полупроводник и металл до сближения; б, в — идеальный контакт металла с полупроводником nи p-типов; г — реальный контакт; М — металл, П — полупроводник, Д — диэлектрическая прослойка, С — поверхностные электронные состояния; E_вак, E_n, E_с— уровни энергии электрона у «потолка» валентной зоны, у «дна» зоны проводимости и в вакууме; E_F — энергия Ферми.

Шотки барьер обладает выпрямляющими свойствами. Ток через Шотки барьер при наложении внешнего электрического поля создаётся почти целиком основными носителями заряда. Величина тока определяется скоростью прихода носителей из объёма к поверхности или в случае полупроводников с высокой подвижностью носителей — током термоэлектронной эмиссии в металл. Контакты металл — полупроводник с Шотки барьер широко используются в сверхвысокочастотных детекторах и смесителях (см. Шотки диод),транзисторах,фотодиодах и в др.

 

  Лит.: Стриха В. И., Бузанева Е. В., Радзиевский И. А., Полупроводниковые приборы с барьером Шоттки, М., 1974; Стриха В. И., Теоретические основы работы контакта металл — полупроводник, К., 1974; Милнс А., Фойхт Д., Гетеропереходы и переходы металл — полупроводник, пер. с англ., М., 1975.

  Т. М. Лифшиц.