半導體界面

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 ^[1]  。

1、半導體一金屬；

2、半導體一絕緣介質；

3、半導體一半導體間接觸界面。

半導體界面研究在半導體物理學和器件工藝中佔據着很重要的地位。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數不同提出，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，但不能説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，解釋了與金屬功函數無關 ^[2]  。

半導體一絕緣介質接觸在微電子技術中有廣泛應用，SiO2/Si是典型的半導體一絕緣介質接觸。在SiO2/Si界面存在有：

由於硅晶格週期性中斷而產生的“快表面態”；

由於在界面處過量硅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界面系統使硅成為應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，尤其在激光器和其他光電器件中具有極重要的應用價值 ^[3]  。