肖特基二极管（SBD）
理想金属-半导体接触的 Schottky–Mott 理论
SBD 器件中包含两个电极：阳极和阴极，阳极是金属半导体的肖特基接触，阴极是金属半导体的欧姆接触，这两个金属电极的研制是 SBD 器件制备过程中的关键所在，下面介绍金属半导体接触的理论基础。
在绝对零度下，金属与半导体中的费米能级$ E_F $代表电子填充能级的水平，$E_F$以下的能级全部被电子占据，$E_F$以上的能级都是空的。在不施加高温、高压等外力条件下，金属或半导体中的大部分电子保持在低能级位置，否则，电子将获得能量，不再稳定在低能级，而是向更高能级跃迁。用$E_0$ 表示电子在真空中静止时的能量，金属中的电子从 $E_F$ 跃迁到$E_0$所需要的最小能量被称为金属的功函数，用 $W_m$ 表示，即
$$ W_m=E_0-(E_F)_m $$
类似地，当半导体中的电子获得足够的能量时也可以从半导体中逸出，半导体的功函数用$W_s$表示，计算公式为
$$ W_s=E_0-(E_F)_s $$
式中${(E_F)}s$代表半导体中的费米能级。
下图给出了 n 型半导体功函数与各个能级之间的关系。χ 代表电子亲合能，被定义为电子从导带底$E_C$跃迁到 $E_0$ 所需要的最小能量，计算公式如下
$$ \chi=E_0-E_c $$
n 型半导体的功函数与电子亲和能 χ 之间的关系可表示为
$$ W_s=\chi+[E_c-(E_F)_s]=\chi+E_n $$
假设半导体为 n 型半导体，当金属与半导体接触时，如果$W_m>W_s$，则半导体一侧的电子会逐渐向金属一侧流动，失去电子的半导体表面呈现正电性，获得电子的金属表面呈现负电性，随着电子的不断扩散，整个系统最终达到平衡状态，即在不施加外力的条件下金属与半导体具有统一的费米能级。平衡时由于金属与半导体两侧的正负电荷而产生内部电场，电场的正方向由半导体指向金属，此电场称为内建电场，形成的电势差叫作半导体与金属的接触电势差，用$q{V_{bi}}$来表示。在半导体一侧，由于半导体表面的电子数量比半导体内部少使得表面呈现正电性，半导体表面电子能量高于体内，能带向上弯曲，形成了势垒面，阻碍了半导体内部的电子流向半导体表面，我们称其为表面势垒层，也叫阻挡层，金属和半导体形成的这种接触就是肖特基接触。
同样的对于n型半导体来说，当$W_m<W_s$时，电子从金属流向半导体，此时半导体内电场方向由表面指向体内，能带向下弯曲，表面的电子浓度远高于体内，形成了反阻挡层，反阻挡层对金属与半导体的接触电阻影响很小，此时形成的是金属半导体的欧姆接触。
金属与半导体间的肖特基势垒是指金属一侧的势垒高度，对于n型半导体，根据 Schottky–Mott 理论，肖特基势垒由下式给出：
$$ q\Phi_B=q\Phi_m-\chi_s $$
$\Phi_m$是金属的功函数，$\chi_s$是半导体的电子亲和能。
当金属接正极，半导体接负极此时结处于正偏状态。外加电压$V$后，能带不再处于平衡状态，半导体和金属之间的费米能级差等于外加的电势差，半导体一边的势垒降低$-qV$，而肖特基势垒不随电压变化，此时从半导体流向金属的电流变大，而金属流向半导体的电子不变，形成了从半导体流向金属的正向电流。电压越大，半导体势垒下降的越多，正向电流也越大，正偏时的能带图如图所示。
当结上加反向偏压，半导体处的势垒升高，从半导体到金属的电子减少，金属到半导体的电子占优势，但是反向偏压下，金属电子需要翻越很高的肖特基势垒$q\Phi_B$才能到达半导体，所以这一部分电子是很少的。随着电压的增大，半导体流向金属的电子可以忽略不计，此时反向电流趋向饱和值。反偏时的能带图如图所示。