半导体的欧姆接触

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1、半导体的欧姆接触(2012-03-3015:06:47)转载▼标签：杂谈分类：补充大脑1、欧姆接触　　欧姆接触是指这样的接触：一是它不产生明显的附加阻抗；二是不会使半导体内部的平衡载流子浓度发生显著的改变。　　从理论上说，影响金属与半导体形成欧姆接触的主要因素有两个：金属、半导体的功函数和半导体的表面态密度。对于给定的半导体，从功函数对金属－半导体之间接触的影响来看，要形成欧姆接触，对于n型半导体，应该选择功函数小的金属，即满足Wm《Ws，使金属与半导体之间形成n型反阻挡层。而对于p型半导体，应该选择功函数大的金属与半导体形成接触，即满足Wm》Ws，

2、使金属与半导体之间形成p型反阻挡层。但是由于表面态的影响，功函数对欧姆接触形成的影响减弱，对于n型半导体而言，即使Wm《Ws，金属与半导体之间还是不能形成性能良好的欧姆接触。　　目前，在生产实际中，主要是利用隧道效应原理在半导体上制造欧姆接触。从功函数角度来考虑，金属与半导体要形成欧姆接触时，对于n型半导体，金属功函数要小于半导体的功函数，满足此条件的金属材料有Ti、In。对于p型半导体，金属功函数要大于半导体的功函数，满足此条件的金属材料有Cu、Ag、Pt、Ni。　　　　　　　　　　　　2、一些常用物质的的功函数　　物质AlTiPtInNiCuAg

3、Au　　功函数4.33.955.353.74.54.44.45.20　　　　　　　　　　3、举例　　n型的GaN——先用磁控溅射在表面溅射上Ti/Al/Ti三层金属，然后在卤灯/硅片组成的快速退火装置上进行快速退火：先600摄氏度—后900摄氏度——形成欧姆接触；p型的CdZnTe——磁控溅射仪上用Cu－3％Ag合金靶材在材料表面溅射一层CuAg合金。欧姆接触[编辑]欧姆接触是半导体设备上具有线性并且对称的电流-电压特性曲线（I-Vcurve）的区域。如果电流-电压特性曲线不是线性的，这种接触便叫做肖特基接触。典型的欧姆接触是溅镀或者蒸镀的金属片，这

4、些金属片通过光刻制程布局。低电阻，稳定接触的欧姆接触是影响集成电路性能和稳定性的关键因素。它们的制备和描绘是电路制造的主要工作。目录  [隐藏] ·1 理论·2 实验特性·3 欧姆接触的制备·4 技术角度上重要的接触类型·5 重要性·6 参考资料·7 参见理论[编辑]任何两种相接触的固体的费米能级（Fermilevel，或者严格意义上，化学势）必须相等。 费米能级和真空能级的差值称作功函数。接触金属和半导体具有不同的功函数，分别记为和。当两种材料相接触时，电子将会从低功函（高Fermilevel）一边流向另一边直到费米能级相平衡。从而，低功函（高Fe

5、rmilevel）的材料将带有少量正电荷而高功函（低Fermilevel）材料则会变得具有少量电负性。最终得到的静电势称为内建场记为。这种接触电势将会在任何两种固体间出现并且是诸如二极管整流现象和温差电效应等的潜在原因。内建场是导致半导体连接处能带弯曲的原因。明显的能带弯曲在金属中不会出现因为他们很短的屏蔽长度意味着任何电场只在接触面间无限小距离内存在。欧姆接触或肖特基势垒形成于金属与n型半导体相接触。欧姆接触或肖特基势垒形成于金属与p型半导体相接触。在经典物理图像中，为了克服势垒，半导体载流子必须获得足够的能量才能从费米能级跳到弯曲的导带顶。穿越势

6、垒所需的能量是内建势及费米能级与导带间偏移的总和。同样对于n型半导体，当中是半导体的电子亲合能（electronaffinity），定义为真空能级和导带（CB）能级的差。对于p型半导体，其中是禁带宽度。当穿越势垒的激发是热力学的，这一过程称为热发射。真实的接触中一个同等重要的过程既即为量子力学隧穿。WKB近似描述了最简单的包括势垒穿透几率与势垒高度和厚度的乘积指数相关的隧穿图像。对于电接触的情形，耗尽区宽度决定了厚度，其和内建场穿透入半导体内部长度同量级。耗尽层宽度可以通过解泊松方程以及考虑半导体内存在的掺杂来计算:在MKS单位制是净电荷密度而是介电

7、常数。几何结构是一维的因为界面被假设为平面的。对方程作一次积分，我们得到积分常数根据耗尽层定义为界面完全被屏蔽的长度。就有其中被用于调整剩下的积分常数。这一方程描述了插图右手边蓝色的断点曲线。耗尽宽度可以通过设置来决定，结果为对于0

8、电、非反应、热力学稳定、电学性质稳定且低张力的接触金属然后提高接触金属下方区域掺杂密度来减小势垒高度差。高掺