物理学的問題としてのショットキー障壁問題 ～ 半導体物理分野半世紀の重要問題

■黎明期:界面の電荷蓄積分布と電位分布のモデルの提案 (1874～1942) 「整流作用の発見とダイオードの発明」 の項で触れた1874年のFerdinand Braun(独)による整流性の発見後長い間、その整流性の原因は不明のままであった。 鉱石検波器として利用されはしたが、比較的短期間で真空管に取って代わられ、時代ニーズはすぐに消滅した。 そのような時代に理論モデルの発表が相次いだ。 詳細は、年表にまとめてあるが、解説すると、黎明期の理論展開は次のような経緯になる。 物質内部から外への電子の飛び出しにくさを表す仕事関数(work function)の値の違いにより、2種類の物質の接触で接触電位差(Contact Potential Difference)が生じることは、Voltaが接触電位差を発見し、その後1898年にKelvin卿が仕事関数測定装置を発明して (Phil. Mag.,

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“MOS界面と、金属/半導体のショットキー界面での電荷は統一的に取り扱われている。 MOS界面の酸化膜が微細加工により究極的に薄くなってきた現在、もはや両者に物理学上の境界すらなくなりつつある”