欧姆接触 现代半导体物理ppt课件.ppt

9.5 欧姆接触,金属半导体接触,整流接触肖特基势垒,非整流接触欧姆接触,肖特基接触的特点是接触区的电流-电压特性是非线性的，呈现出二极管的特性，因而具有整流效应，所以肖特基接触又叫整流接触。欧姆接触的特点是不产生明显的附加阻抗，而且不会使半导体内部的平衡载流子浓度产生明显的改变。,9.5 欧姆接触,定义：,1、当金属-半导体接触的接触区的I-V曲线是线性的，并且接触电阻相对于半导体体电阻可以忽略不计时，则被定义为欧姆接触。,2、指金属与半导体的接触，而其接触面的电阻值远小于半导体本身的电阻，使得组件操作时，大部分的电压降在活动区(Active region)而不在接触面。,3、不产生明显的附加阻抗，而且不会使半导体内部的平衡载流子浓度发生显著的变化。,4、如果两种材料接触处的电阻很小，而且电阻与电流方向及大小无关，则称这种电接触为欧姆接触。,9.5 欧姆接触,形成欧姆接触的条件：,（1）金属与半导体间有低的势垒高度(Barrier Height),（2）半导体有高浓度的杂质掺入(N 10EXP12 cm-3),9.5 欧姆接触,欧姆接触的评价标准：,接触电阻很低：以至于不会影响器件的欧姆特性，即不会影响器件I-V的线性关系。对于器件电阻较高的情况下（例如LED器件等），可以允许有较大的接触电阻。但是目前随着器件小型化的发展，要求的接触电阻要更小。热稳定性要高：包括在器件加工过程和使用过程中的热稳定性。在热循环的作用下，欧姆接触应该保持一个比较稳定的状态，即接触电阻的变化要小，尽可能地保持一个稳定的数值。欧姆接触的表面质量要好：且金属电极的黏附强度要高。金属在半导体中的水平扩散和垂直扩散的深度要尽可能浅，金属表面电阻也要足够低。,9.5 欧姆接触,金属-半导体的欧姆接触,金属-半导体之间为欧姆接触时，金属的热电子功函数应该等于半导体材料的功函数，或者比N型半导体的小（或者比P型半导体的大），如图所示，半导体表面为积累层。对于N型半导体材料，电子从金属进入N型半导体或从半导体进入金属的势垒很小，或是负的；同样对于P型半导体材料，空穴从金属金土半导体材料或从半导体材料进入金属的势垒也很小，或是负的。,9.5 欧姆接触,由于金属的功函数一般小于5eV，因此能够满足以上要求的金属-半导体组合很少，特别是对于P型的宽禁带半导体材料而言，由于功函数很大，因此找不到合适的金属材料与之匹配形成欧姆接触。另外，半导体材料的功函数将随着掺杂浓度及温度变化，因此功函数的不确定性也对选择合适的金属电极材料带来一定的难度；还有，这种金属-半导体接触还或多或少存在少子注入的现象。因此工艺上通常通过形成金属-半导体化合物、隧道结、半导体同型结等方法获得线性 I-V 特性的欧姆接触。,欧姆接触电极的选择,谢谢！,