O Diodo Schottky (Junção Metal-Semicondutor / Diodo de Portadores Quentes) leva o nome do Dr. Walter Hans Schottky (1886–1976), um pioneiro físico teórico alemão cujo trabalho lançou as bases quântico-mecânicas para o contato metal-semicondutor — embora ele não tenha fabricado o primeiro dispositivo prático.
Contribuição Teórica de Schottky (1938–1939)
- Artigo: "Zur Theorie der Schichtgleichrichter" (Sobre a Teoria dos Retificadores de Camada) & "Halbleitertheorie der Sperrschicht" (Teoria do Semicondutor da Camada de Bloqueio).
- Ideia Central: Aplicou a Teoria da Emissão Termiônica (equação de Richardson-Dushman) à interface metal-semicondutor. Derivou o conceito de Altura da Barreira de Schottky (ΦB): A barreira de energia para portadores majoritários (elétrons em tipo-n) movendo-se do semicondutor para o metal.
- Equações-Chave:
- Corrente Retificadora: I = A A* T² exp(-qΦB/kT) [exp(qV/kT) - 1] (Modelo de Emissão Termiônica).
- Redução da Barreira (Força de Imagem): ΔΦ = √(qE/4πε) — Efeito Schottky (emissão intensificada por campo).
- Capacitância de Depleção: Cj = A √(qεND/2(Vbi - V)) → 1/C² vs V linear → Extrai ND, Vbi, ΦB.
- Previsão: Dispositivo de portadores majoritários → Sem armazenamento de portadores minoritários → Tempo de Recuperação Reversa Desprezível (trr ≈ 0) → Comutação ultra-rápida. Esta é a vantagem definidora.
Da Teoria ao Dispositivo: O Hiato de 20 Anos
A teoria de Schottky assumia interfaces ideais e limpas. Realidade nos anos 1940-50: Estados de superfície (Estados de armadilha / Limite de Bardeen) fixavam o nível de Fermi, impedindo controle da altura da barreira. Contatos ôhmicos eram fáceis; contatos retificadores eram não confiáveis.
Avanços Que Permitiram Diodos Práticos (1950s–60s)
- Passivação de Superfície / Epitaxia Limpa: Controle da interface Si/SiO₂ (Atalla, Kahng — trabalho no MOSFET beneficiou Schottky também).
- Ouro em n-Si (1950s): Primeiros contatos Schottky confiáveis (Sah, Noyce, Shockley na Fairchild/Shockley Labs).
- Processo Planar de Silício (1959, Hoerni/Fairchild): Fotolitografia + Mascaramento por óxido → Diodos/transistores Schottky repetíveis, alto rendimento.
- Transistor Schottky (SBT) / TTL Com Schottky (1969, James Early / Fairchild): Grampeador de Baker (diodo Schottky na junção B-C) evita saturação → **famílias TTL 74S/74LS/74ALS**. Foi a aplicação de *volume* que tornou "Schottky" nome conhecido na eletrônica.
- Retificadores Schottky de Potência (1970s+): Contatos PtSi, TiW, Mo, NiSi em n-Si / n-GaAs / SiC / GaN. Baixa VF (0.3–0.5V) → Alta eficiência em fontes chaveadas, bypass solar, ORing.
Outras Grandes Contribuições de Schottky
- Ruído Shot (Schrotteffekt, 1918): Flutuações estatísticas de corrente em tubos a vácuo → in² = 2qIΔf. Fundamental para análise de ruído.
- Refinamento da Teoria da Emissão Termiônica: Correção de carga de imagem (Efeito Schottky).
- Corrente Limitada por Carga de Espaço (extensão da Lei de Child-Langmuir).
- Receptor Superheterodino: Invenção independente (1918, simultânea com Armstrong/Lévy).
- Defeitos de Cristal / Lacunas: Defeito de Schottky (par de lacunas cátion-ânion em cristais iônicos).
Os Inventores do *Primeiro* Diodo Schottky Prático
Não há um único "inventor". Foi uma convergência de ciência dos materiais (superfícies de Si limpas), tecnologia de processo (planar) e física de dispositivos (limite de Bardeen superado) por equipes na Fairchild (Noyce, Sah, Hoerni), Bell Labs, Hughes Research, Siemens no final dos anos 1950/início dos 1960. Schottky forneceu o roteiro teórico; eles construíram o veículo.
Legado: Toda vez que uma fonte chaveada atinge 95%+ de eficiência usando retificador Schottky de SiC, ou uma porta 74LS00 comuta em 3ns, ou um mixer de micro-ondas converte sinal com ruído 1/f próximo de zero — está sobre as equações de 1938 de Walter Schottky.
