肖特基接觸和歐姆接觸的特點、區(qū)別-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2024-08-27
歐姆接觸(Ohmic contact)和肖特基接觸(Schottky contact)是半導(dǎo)體器件中常見的兩種金屬與半導(dǎo)體接觸類型。
歐姆接觸是指金屬與半導(dǎo)體形成的接觸，其接觸電阻很小，接觸電流與電壓呈線性關(guān)系。在歐姆接觸中，金屬與半導(dǎo)體之間沒有形成明顯的勢壘，電子可以自由地通過金屬和半導(dǎo)體之間的接觸面，形成良好的電流通路。歐姆接觸通常用于需要低接觸電阻的區(qū)域，如電極、導(dǎo)線等。
肖特基接觸是指金屬與半導(dǎo)體形成的接觸，其接觸電阻比歐姆接觸大，接觸電流與電壓不呈線性關(guān)系。在肖特基接觸中，金屬與半導(dǎo)體之間形成一個勢壘，這個勢壘可以控制電子的流動，從而實現(xiàn)電流的整流和調(diào)制。肖特基接觸通常用于需要高速開關(guān)、低噪聲、高靈敏度等應(yīng)用，如肖特基二極管、場效應(yīng)晶體管等。
需要注意的是，某些情況下，金屬與半導(dǎo)體之間的接觸可能同時具有歐姆接觸和肖特基接觸的特性，這種接觸被稱為“歐姆-肖特基接觸”(Ohmic-Schottky contact)。
歐姆接觸是半導(dǎo)體設(shè)備上具有線性并且對稱的電流-電壓特性曲線(I-V curve)的區(qū)域。如果電流-電壓特性曲線不是線性的，這種接觸便叫做肖特基接觸。
歐姆接觸是指金屬與半導(dǎo)體的接觸，而其接觸面的電阻值遠小于半導(dǎo)體本身的電阻，使得組件操作時，大部分的電壓降在活動區(qū)(Active region)而不在接觸面。
欲形成好的歐姆接觸，有二個先決條件：
(1)金屬與半導(dǎo)體間有低的勢壘高度(Barrier Height)使界面電流中熱激發(fā)部分(Thermionic Emission)增加；
(2)半導(dǎo)體有高濃度的雜質(zhì)摻入(N≥10EXP12cm-3)使半導(dǎo)體耗盡區(qū)變窄，電子有更多的機會直接穿透(Tunneling)，而同時使Rc 阻值降低。
若半導(dǎo)體不是硅晶，而是其它能量間隙(EnergyCap)較大的半導(dǎo)體(如GaAs)，則較難形成歐姆接觸(無適當?shù)慕饘倏捎?，必須于半導(dǎo)體表面摻雜高濃度雜質(zhì)，形成 Metal-n+-n or Metal-p+-p等結(jié)構(gòu)。
肖特基接觸是指金屬和半導(dǎo)體材料相接觸的時候，在界面處半導(dǎo)體的能帶彎曲，形成肖特基勢壘。勢壘的存在才導(dǎo)致了大的界面電阻。與之對應(yīng)的是歐姆接觸，界面處勢壘非常小或者是沒有接觸勢壘。
理論：當半導(dǎo)體與金屬接觸的時候由于半導(dǎo)體的電子逸出功一般比金屬小，電子就從半導(dǎo)體流入了金屬，在半導(dǎo)體的表面層形成一個帶正電不可移動的雜質(zhì)離子組成的空間電荷區(qū)域。電場方向由半導(dǎo)體指向金屬，阻止電子繼續(xù)向金屬中擴散。界面處半導(dǎo)體能帶發(fā)生了彎曲，想成一個高勢能區(qū)，這就是肖特基勢壘。
肖特基勢壘的高度是金屬和半導(dǎo)體的逸出功的差值。
肖特基二極管結(jié)構(gòu)
肖特基二極管結(jié)構(gòu)如下圖所示，整體上是由金屬和N半導(dǎo)體組成：
1. 陽極：由金屬（金、銀、鋁、鉬等材料）組成，用SiQ2來消除邊緣區(qū)域電場，提高二極管反向耐壓值；
2. 陰極：由N-外延層（低摻雜），N型基片（小通態(tài)電阻，摻雜濃度為N-的100倍），N+陰極層（減小陰極接觸電阻）以及陰極金屬組成；
3. 通過調(diào)整結(jié)構(gòu)參數(shù)，在基片和陽極金屬之間形成合適的肖特基勢壘。
從這個結(jié)構(gòu)中，為什么肖特基勢壘區(qū)的N半導(dǎo)體的摻雜濃度要低一些，而與陰極金屬接觸的N半導(dǎo)體摻雜濃度要更高呢？
其實這就是“肖特基勢壘”和“歐姆接觸”的差別。
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