扩散理论和热电子发射理论的区别

以N型半导体为例（1）热电子发射理论：当n型阻挡层很薄，以至于电子平均自由程远大于势垒宽度时，电子在势垒区的碰撞可以忽略，因此，这时起决定作用的是势垒高度。半导体内部的电子只要有足够的能量越过势垒的顶点，就可以自由地通过阻挡层进入金属。同样，金属中能超越势垒顶的电子也都能到达半导体内。理论计算可以得出，这时的总电流密度Jst与外加电压无关，是一个更强烈地依赖于温度的函数。 （2）扩散理论：对于n型阻挡层，当势垒宽度比电子平均自由程大得多时，电子通过势垒区将发生多次碰撞，这样的阻挡层称为厚阻挡层。扩散理论正是适用于这样的厚阻挡层。此时，总电流密度JsD与外加电压有关。

正好在这期间，量子力学诞生了，A.H.威尔逊在1931年提出了固体导电的量子力学模型，用能带理论能够解释绝缘体、半导体和导体之间的导电性能的差别。接着，他在1932年，又在这一基础上提出杂质(及缺陷)能级的概念，这是认识掺杂半导体导电机理的重大突破。1939年，苏联的达维多夫、英国的莫特、德国的肖特基各自独立地提出了解释金属—半导体接触整流作用的理论。达维多夫首先认识到半导体中少数载流子的作用，而肖特基和莫特提出了著名的“扩散理论”。

即由于杂质浓度不均匀而产生的杂质定向运动和由于温度分布不均匀而产生的热传导均可认为属于扩散；介绍了杂质在半导体中扩散的定义；对菲克第一定律表达的的扩散方程，说明是应用了热传导方程作为研究杂质在固体中扩散的基础而推出的。本节介绍了扩散系数D的意义及表达式，讨论了表达式中各项的含义；说明了扩散系数D与温度存在的关系、说明了扩散系数D与扩散杂质种类及扩散机构存在的关系、说明了在特定条件下扩散系数D与表面杂质浓度Ns及与衬底杂质浓度NB存在的关系、说明了扩散系数D与衬底晶格完美性存在的关系、还说明了扩散系数D与衬底取向存在的关系。本节介绍了杂质扩散的扩散机构，指明什么是间隙式扩散，间隙式扩散的特点、间隙式扩散的杂质、进行了间隙式扩散的扩散流表达式与菲克第一定律表达式的对比；指明什么是替位式扩散，替位式扩散的特点、替位式扩散的杂质、进行了替位式扩散的扩散流表达式与菲克第一定律表达式的对比 ；进行了两种扩散机构的比较，进行了两种扩散机构的扩散系数D的比较 ，清晰的比较结果判定了何种类型杂质为快扩散杂质、何种类型杂质为慢扩散杂质。本节介绍了金杂质的扩散机构，指出金杂质的扩散机构中既有间隙式扩散又有替位式扩散；两种扩散机构的比重分配，既取决于衬底晶格的完美程度又取决于金杂质在扩散系统中的浓度；说明了为什么一般认为金杂质是快扩散杂质的原因。杂质由于浓度不均匀而在半导体中的扩散与温度不均匀而引起的热传导之间的内在关系分析。菲克第一定律物理意义及菲克第一定律物表达式的三维形式和一维形式。扩散系数D的物理意义及数学表达式；扩散系数D 与各种因素的关系及其分析。杂质在半导体中的两种扩散机构；间隙式扩散的定义，间隙式扩散的特点、间隙式扩散的杂质、及如何进行间隙式扩散的扩散流表达式与菲克第一定律表达式的对比；替位式扩散的定义，替位式扩散的特点、替位式扩散的杂质、及如何进行替位式扩散的扩散流表达式与菲克第一定律表达式的对比 ；两种扩散机构相同点的比较，两种扩散机构的表达式相同而内涵不同的扩散系数D的比较 分析。金杂质的扩散机构分析和讨论。你可以通过对这两种理论的研究，杜绝他们的发生而达到保密的效果

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