Омические контакты

Контакт металла с полупроводником

Свойства контакта металла с полупроводником зависят от работы выхода электронов

из металла (W_0м) и из полу­проводника (W_0n или

W_0p). Электроны переходят из мате­риала с меньшей работой

выхода в материал с большей работой выхода. При контакте металла с электронным

по­лупроводником при выполнении условия W_0n < W₀

_p элек­троны переходят из полупроводника в металл. Если осу­ществлен

контакт металла с дырочным полупроводником и выполняется условие W_0м

< W_0p, будет происходить переход электронов в

полупроводник. И в том, и в другом случае произойдет обеднение свободными

носителями за­ряда приконтактной области полупроводника.

Обедненный слой обладает повышенным сопротивлени­ем, которое может изменяться

под воздействием внешнего напряжения. Следовательно, такой контакт имеет

нели­нейную характеристику и является выпрямляющим. Пере­нос зарядов в этих

контактах осуществляется основными носителями, и в них отсутствуют явления

инжекции, накоп­ления и рассасывания зарядов. Таким образом, выпрям­ляющие

контакты металл-полупроводник малоинерцион­ны и служат основой создания

диодов с барьером Шоттки, обладающих высоким быстродействием и малым временем

переключения.

Если при контакте металла с полупроводником выпол­няется условие W_0м

< W_0м или W_0м > W_0p, то

приконтактный слой полупроводника обогащается основными носителями заряда и его

сопротивление становится низким при любой полярности внешнего напряжения. Такой

контакт имеет практически линейную характеристику и является невыпрямляющим.

Омическими называют контакты, сопротивление кото­рых не зависит от величины и

направления тока. Другими словами, это контакты, обладающие практически

линей­ной вольт-амперной характеристикой. Омические контак­ты обеспечивают

соединение полупроводника с металли­ческими токопроводящими элементами

полупроводниковых приборов. Кроме линейности вольт-амперной характери­стики,

эти контакты должны иметь малое сопротивление и обеспечивать отсутствие

инжекции носителей из метал­лов в полупроводник. Эти условия выполняются

путем вве­дения между полупроводником рабочей области кристал­ла и металлом

полупроводника с повышенной концентра­цией примеси (рис. 1.19). Контакт между

полупроводника­ми с одинаковым типом электропроводности является

не­выпрямляющим и низкоомным. Металл выбирают так, что­бы обеспечить малую

контактную разность потенциалов. Одним из способов получения омических

кон­тактов является введение в металл примеси, которой легирован

полу­проводник. В этом случае при сплавлении металла с полупровод­ником в

контактной области об­разуется тонкий слой вырожден­ного полупроводника, что

соответ­ствует структуре, изображенной на рис. 1.19.

Рисунок 1.19 Структура омического контакта.