肖特基接觸和歐姆接觸的特點(diǎn)、區(qū)別-KIA MOS管

肖特基接觸和歐姆接觸的區(qū)別

歐姆接觸(Ohmic contact)和肖特基接觸(Schottky contact)是半導(dǎo)體器件中常見(jiàn)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(méi)有形成明顯的勢(shì)壘，電子可以自由地通過(guò)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(gè)勢(shì)壘，這個(gè)勢(shì)壘可以控制電子的流動(dòng)，從而實(shí)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(kāi)關(guān)、低噪聲、高靈敏度等應(yīng)用，如肖特基二極管、場(chǎng)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(shí)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)。

肖特基接觸和歐姆接觸的特點(diǎn)

歐姆接觸是半導(dǎo)體設(shè)備上具有線性并且對(duì)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(yuǎn)小于半導(dǎo)體本身的電阻，使得組件操作時(shí)，大部分的電壓降在活動(dòng)區(qū)(Active region)而不在接觸面。

欲形成好的歐姆接觸，有二個(gè)先決條件：

(1)金屬與半導(dǎo)體間有低的勢(shì)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(jī)會(huì)直接穿透(Tunneling)，而同時(shí)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(wú)適當(dāng)?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(shí)候，在界面處半導(dǎo)體的能帶彎曲，形成肖特基勢(shì)壘。勢(shì)壘的存在才導(dǎo)致了大的界面電阻。與之對(duì)應(yīng)的是歐姆接觸，界面處勢(shì)壘非常小或者是沒(méi)有接觸勢(shì)壘。

理論：當(dāng)半導(dǎo)體與金屬接觸的時(shí)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(gè)帶正電不可移動(dòng)的雜質(zhì)離子組成的空間電荷區(qū)域。電場(chǎng)方向由半導(dǎo)體指向金屬，阻止電子繼續(xù)向金屬中擴(kuò)散。界面處半導(dǎo)體能帶發(fā)生了彎曲，想成一個(gè)高勢(shì)能區(qū)，這就是肖特基勢(shì)壘。

肖特基勢(shì)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(yáng)極：由金屬（金、銀、鋁、鉬等材料）組成，用SiQ2來(lái)消除邊緣區(qū)域電場(chǎng)，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(guò)調(diào)整結(jié)構(gòu)參數(shù)，在基片和陽(yáng)極金屬之間形成合適的肖特基勢(shì)壘。

從這個(gè)結(jié)構(gòu)中，為什么肖特基勢(shì)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(shí)這就是“肖特基勢(shì)壘”和“歐姆接觸”的差別。

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