我想我或多或少了解普通半导体二极管的工作原理：晶体在不同区域的掺杂不同，载流子在它们相遇的地方耗尽，bla bla bla。
然而，用于构建电路的实际二极管不会以 n 掺杂和 p 掺杂硅位结束。它们是带有金属引线的小型陶瓷/塑料封装。不知何故，电流需要在这些金属引线和内部的半导体之间通过。
还有一个问题。如果我理解正确的话，金属应该是最终的 n 载流子材料——晶格中的每个原子都至少为导带贡献一个电子。当我们将金属引线粘贴到半导体的 p 掺杂端时，我们应该得到另一个 pn 结，一个方向错误的正向电流流动。
怎么整个组件都可以向前运行呢？
是否只是将硅-金属界面的面积做得如此之大，以至于 p/金属结的总反向漏电流大于我们希望整个二极管承载的正向电流？（我正在想象用于多安培整流器的大量精细交叉金属和硅）。还是有其他事情发生？
有一种二极管叫做肖特基二极管，它基本上是一个金属-半导体结，所以它提出了一个问题，你如何与任何半导体器件形成金属接触，而不仅仅是二极管。
答案在于为什么金属半结在某些情况下会表现出二极管行为。首先，我们需要快速了解金属与 n 型和 p 型半导体之间的区别。
金属是电子态的连续带。电子更喜欢处于较低的状态，所以这是用阴影棕色区域显示的。红线表示金属中的平均能级（费米能级）基本上是电子的“满”程度。然后有一个逃逸能量，电子不再与结构结合——它们变得自由。这显示为功函数。
对于半导体，波段略有不同。中间有一个电子不喜欢的间隙。该结构分为通常充满电子的价带和通常为空的导带。根据半导体掺杂的程度，平均能量会发生变化。在 n 型中，额外的电子被添加到导带中，从而使平均能量向上移动。在 p 型中，电子从价带中移出，使平均能量下降。
当金属和半导体区域之间存在离散结时，简单地说，它会导致能带结构弯曲。半导体曲线中的能带与结处金属的能带相匹配。规则很简单，费米能量必须在整个结构中匹配，并且逃逸能级必须在连接处匹配。取决于能带如何弯曲，将决定是否形成内置能量势垒（二极管）。
如果金属具有比 n 型半导体更高的功函数，则半导体的能带向上弯曲以满足它。这会导致导带的下边缘上升，从而产生势垒（二极管），必须克服该势垒才能使电子从半导体的导带流入金属。
相反，如果金属的功函数低于 n 型半导体，则半导体的能带会向下弯曲以满足它。这导致没有障碍，因为电子不需要获得能量即可进入金属。
对于 p 型半导体，情况正好相反。金属必须具有比半导体更高的功函数，因为在 p 型材料中，多数载流子是价带中的空穴，因此电子需要从金属流出到半导体中。
然而，这种类型的接触很少使用。正如您在评论中指出的那样，最佳电流与我们在二极管中需要的相反。为了完整起见，我选择包含它，并查看纯欧姆触点和肖特基二极管触点的结构之间的区别。
更常见的方法是使用肖特基格式（形成屏障），但要使屏障更大 - 听起来很奇怪，但确实如此。当你使屏障变大时，它会变薄。当势垒足够薄时，量子效应就会接管。电子基本上可以通过势垒隧穿并且结失去其二极管行为。结果，我们现在形成了欧姆接触。
一旦电子能够大量隧穿，势垒基本上就变成了一条电阻路径。电子可以双向隧穿势垒，即从金属到半，或从半到金属。
由于金属和半导体之间的费米能级差异变大，通过在接触周围区域中更重地掺杂半导体使能垒变得更高，这迫使能带中的弯曲更大。这又导致屏障变窄。
P型也可以做到这一点。隧穿通过价带中的势垒发生。
与半导体建立欧姆连接后，您可以简单地在连接点上放置一个金属键合焊盘，然后将它们引线键合到二极管金属焊盘 (SMD) 或腿（通孔）。
您所指的触点在行业中被称为欧姆触点，是半导体加工冶金学的一个重要且经常困难的方面。至少在实践中，有些人会说更多的是一门艺术而不是一门科学。
没错，简单的金属-半导体接触形成了一个 PN 结，通常称为肖特基结，这在半导体与导体的界面上是不可取的。
为了绕过半金属结的固有肖特基性质，首先通常在预期接触处对半导体进行重掺杂，以保持耗尽区非常小。这意味着电子隧穿而不是“正常”的结物理是欧姆接触中重要的电子传输机制。
其次，特定的接触金属，称为过渡金属，在高温下沉积并合金化到接触区域的硅中，这进一步起到与最终键合到触点的键合线形成良好欧姆接触的作用。过渡金属高度依赖于半导体的类型，但铝、钛钨和硅化物通常用于硅半导体。