Что такое омический контакт
Омические контакты
Контакт металла с полупроводником
Свойства контакта металла с полупроводником зависят от работы выхода электронов из металла (W0м) и из полупроводника (W0n или W0p). Электроны переходят из материала с меньшей работой выхода в материал с большей работой выхода. При контакте металла с электронным полупроводником при выполнении условия W0n W0p, 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 вольтамперной характеристикой. Омические контакты обеспечивают соединение полупроводника с металлическими токопроводящими элементами полупроводниковых приборов. Кроме линейности вольтамперной 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.
Рис. 1.19 Структура омического контакта.
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
Омические контакты
Омические контакты в полупроводниковой технике применяются для соединения полупроводниковых приборов с металлическими выводами. Они должны обладать линейной вольтамперной характеристикой, т. е. сопротивление омических контактов не должно зависеть от величины и направления электрического тока. К этим контактам предъявляются дополнительные требования. Они должны иметь малое сопротивление и не допускать инжекции носителей заряда из металла контакта в полупроводник. Кроме того, омические контакты должны обеспечивать достаточную прочность соединения полупроводникового кристалла и металла контакта.
Наибольший интерес представляет омический контакт между кремнием (Si) и алюминием (Al). Этот вид омического контакта получил наибольшее распространение и только в последнее время вытесняется более сложными видами омических контактов. Алюминий обладает прекрасной адгезией к монокристаллу кремния. Кроме того, алюминий связывает кислород, тем самым повышая прочность соединения.
Рассмотрим контакт между алюминием и кремнием. Алюминиевые проводники позволяют соединять между собой различные элементы выполненные на кристалле кремния. В монокристалле кремния изготавливаются различные виды транзисторов, диодов, сопротивлений. Наиболее просто выполняется контакт между n-областью полупроводника (Si) и металлом (Al).
Омический контакт между алюминием и n-областью кремния
В алюминии работа выхода электрона из металла меньше работы выхода электрона из кремния с электронной проводимостью (). В этой паре материалов энергия электронов в металле больше, чем в полупроводнике, и при установлении термодинамического равновесия часть электронов из алюминия переходит в кремний. В результате уровень Ферми WF в них выравнивается. Схематическое расположение зонных диаграмм при омическом контакте n-кремния с алюминием приведено на рисунке 1.
Рисунок 1. Расположение зонных диаграмм при омическом контакте n-кремния с алюминием
Как видно из этого рисунка, электроны свободно протекают через переход между материалами в любом направлении. В состоянии равновесия дрейфовый ток InE и диффузионный ток InD, протекающие через контакт материалов, компенсируют друг друга. Высокая концентрация электронов в области контакта обеспечивает его высокую проводимость при любой полярности внешнего напряжения.
Рисунок 2. Расположение зонных диаграмм при введении в омический контакт с алюминием зоны
Упрощённая структура подключения n-области кремния к проводникам, выполненным из алюминия показана на рисунке 3.
Рисунок 3. Омический контакт между n-областью кремния и алюминием
Омический контакт между алюминием и p-областью кремния
Как уже упоминалось выше, работа выхода электронов в алюминии меньше работы выхода электронов в кремнии, поэтому по умолчанию при выполнении контакта между этими материалами получается выпрямительный переход (такой, как в диоде Шоттки).
Рисунок 4.
, (1) Табл. 1. Материалы используемые для создания контактов
| Полупроводник | Контактообразующий материал |
|---|---|
| Si | Al, Al-Si, TiSi2, TiN, W, MoSi2, PtSi, CoSi2, WSi2 |
| Ge | In, AuGa, AuSb |
| GaAs | AuGe, PdGe, PdSi, Ti/Pt/Au |
| GaN | Ti/Al/Ti/Au, Pd/Au |
| SiC | Ni |
| InSb | In |
| ZnO | InSnO2, Al |
| CuIn1—xGaxSe2 | Mo, InSnO2 |
| HgCdTe | In |
| C (алмаз) | Ti/Au, Mo/Au |
Дата последнего обновления файла 1.12.2021
Понравился материал? Поделись с друзьями!
Вместе со статьей «Омические контакты» читают:
Омический контакт
И омические контакты, и барьеры Шоттки зависят от высоты барьера Шоттки, который устанавливает порог избыточной энергии, необходимой электрону для перехода от полупроводника к металлу. Чтобы переход мог легко пропускать электроны в обоих направлениях (омический контакт), высота барьера должна быть небольшой по крайней мере на некоторых участках поверхности перехода. Чтобы образовался отличный омический контакт (низкое сопротивление), высота барьера должна быть везде небольшой и, кроме того, граница раздела не должна отражать электроны.
Поскольку осажденные металлы сами могут окисляться в условиях окружающей среды в ущерб электрическим свойствам контактов, обычно образуются омические контакты со слоистыми структурами. Нижний слой, контактирующий с полупроводником, выбран из-за его способности вызывать омическое поведение. Верхний слой выбран из-за его низкой реакционной способности. По желанию может использоваться трехслойная структура. В этом случае средний слой служит диффузионным барьером, предотвращающим смешение металлов во время любого процесса отжига.
Создание контактов с составными полупроводниками значительно труднее, чем с кремнием. Например, поверхности GaAs имеют тенденцию терять мышьяк, и тенденция к потере мышьяка может быть значительно усилена осаждением металла. Кроме того, летучесть As ограничивает количество отжигов после осаждения, которые допускают устройства на основе GaAs. Одним из решений для GaAs и других полупроводниковых соединений является нанесение контактного слоя сплава с малой шириной запрещенной зоны, а не сильнолегированного слоя. Например, сам GaAs имеет меньшую ширину запрещенной зоны, чем AlGaAs, и поэтому слой GaAs вблизи его поверхности может способствовать омическому поведению. В целом технология омических контактов для полупроводников III-V и II-VI развита гораздо меньше, чем для Si.
ОМИЧЕСКИЙ КОНТАКТ
Смотреть что такое «ОМИЧЕСКИЙ КОНТАКТ» в других словарях:
Омический контакт — контакт между металлом и полупроводником или двумя полупроводниками, характеризующийся линейной симметричной вольт амперной характеристикой (ВАХ). Если ВАХ является асимметричной и нелинейной, контакт является не омическим а выпрямляющим,… … Википедия
омический контакт — омический контакт; отрасл. линейный контакт Контакт, не имеющий в определенных пределах существенных отклонений от закона Ома при протекании тока через смежные области … Политехнический терминологический толковый словарь
омический контакт — невыпрямляющий контакт — [Л.Г.Суменко. Англо русский словарь по информационным технологиям. М.: ГП ЦНИИС, 2003.] Тематики информационные технологии в целом Синонимы невыпрямляющий контакт EN ohmic contactresistance contact … Справочник технического переводчика
омический контакт — ominis sąlytis statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. ohmic contact vok. ohmscher Kontakt, m rus. омический контакт, m pranc. contact ohmique, m … Radioelektronikos terminų žodynas
омический контакт — ominis sąlytis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. ohmic contact vok. ohmscher Kontakt, m rus. омический контакт, m pranc. contact ohmique, m … Fizikos terminų žodynas
омический переход — Ндп. линейный контакт Электрический переход, электрическое сопротивление которого не зависит от направления тока в заданном диапазоне значений токов. [ГОСТ 15133 77] Недопустимые, нерекомендуемые линейный контакт Тематики полупроводниковые… … Справочник технического переводчика
линейный контакт — омический контакт; отрасл. линейный контакт Контакт, не имеющий в определенных пределах существенных отклонений от закона Ома при протекании тока через смежные области … Политехнический терминологический толковый словарь
Время восстановления — обратного сопротивления базы диода это переходный процесс, возникающий при переключении диода из проводящего состояния (прямого) в закрытое. Процесс обратного восстановления (ОВ) в большей степени характерен диодам на p n переходе, в отличие от… … Википедия
Обратное восстановление — Эта статья или раздел нуждается в переработке. Пожалуйста, улучшите статью в соответствии с правилами написания статей … Википедия
Транзистор с высокой подвижностью электронов (HEMT) — Транзистор с высокой подвижностью электронов (ТВПЭ) полевой транзистор, в котором для создания канала вместо легированной области, в отличие от обычных МОП транзисторов, используется контакт двух полупроводниковых материалов с различной шириной… … Википедия
ОМИЧЕСКИЙ КОНТАКТ
Смотреть что такое «ОМИЧЕСКИЙ КОНТАКТ» в других словарях:
Омический контакт — контакт между металлом и полупроводником или двумя полупроводниками, характеризующийся линейной симметричной вольт амперной характеристикой (ВАХ). Если ВАХ является асимметричной и нелинейной, контакт является не омическим а выпрямляющим,… … Википедия
омический контакт — омический контакт; отрасл. линейный контакт Контакт, не имеющий в определенных пределах существенных отклонений от закона Ома при протекании тока через смежные области … Политехнический терминологический толковый словарь
омический контакт — невыпрямляющий контакт — [Л.Г.Суменко. Англо русский словарь по информационным технологиям. М.: ГП ЦНИИС, 2003.] Тематики информационные технологии в целом Синонимы невыпрямляющий контакт EN ohmic contactresistance contact … Справочник технического переводчика
омический контакт — ominis sąlytis statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. ohmic contact vok. ohmscher Kontakt, m rus. омический контакт, m pranc. contact ohmique, m … Radioelektronikos terminų žodynas
омический контакт — ominis sąlytis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. ohmic contact vok. ohmscher Kontakt, m rus. омический контакт, m pranc. contact ohmique, m … Fizikos terminų žodynas
омический переход — Ндп. линейный контакт Электрический переход, электрическое сопротивление которого не зависит от направления тока в заданном диапазоне значений токов. [ГОСТ 15133 77] Недопустимые, нерекомендуемые линейный контакт Тематики полупроводниковые… … Справочник технического переводчика
линейный контакт — омический контакт; отрасл. линейный контакт Контакт, не имеющий в определенных пределах существенных отклонений от закона Ома при протекании тока через смежные области … Политехнический терминологический толковый словарь
Время восстановления — обратного сопротивления базы диода это переходный процесс, возникающий при переключении диода из проводящего состояния (прямого) в закрытое. Процесс обратного восстановления (ОВ) в большей степени характерен диодам на p n переходе, в отличие от… … Википедия
Обратное восстановление — Эта статья или раздел нуждается в переработке. Пожалуйста, улучшите статью в соответствии с правилами написания статей … Википедия
Транзистор с высокой подвижностью электронов (HEMT) — Транзистор с высокой подвижностью электронов (ТВПЭ) полевой транзистор, в котором для создания канала вместо легированной области, в отличие от обычных МОП транзисторов, используется контакт двух полупроводниковых материалов с различной шириной… … Википедия