。欧姆接触
欧姆接触
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
王书方
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引言
任何两种相接触的固体的费米能级（Fermi level）（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。 接触金属和半导体具有不同的工函，分别 记为φM和φS。 当两种材料相接触时，电子将会从低功函 一边流向另一边直到费米能级相平衡。
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2. 改善表面p－GaN的表面状况 利用MOCVD方法生长的GaN的表面上通常都存在一层 绝缘的污染层——氧化物（如GaO3等）和其它被吸附的 有机物等，如不除去将会使фb升高0.2～0.3eV。因此，在 制作金属—p－GaN接触前应进行表面处理。处理的方法 通常有化学溶剂清洗、离子溅射和热处理等。 进一步的研究表明所用的化学溶剂对фb也有影响，经 KOH清洗的p－GaN，其Fermi能级较之于经HCl清洗的向 价带方向移动约1.0eV，从而使其具有更低的фb，利用王 水清洗也有类似的效果。 通常在较高的温度和还原性气氛中退火有利于去氧化 物，但过高的温度（600℃以上）有可能使GaN表面产生N 空位。
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实现金属-p-GaN欧姆接触的方法 欧姆接触的方法 实现金属 如上所述，金属—p－GaN间形成欧姆接触存在着两大障碍， 因此，欲形成欧姆接触必须寻找更为合适的金属或合金系统以 降低Schottky势垒（фb），或提高p－GaN的空穴浓度。 选用功函数高的金属或合金系统 说起降低Schottky势垒（фb），人们首先想到的便是选 用功函数高的金属或合金系统，如：Pt（5.65eV)、Au （5.20eV）、Pd（5.17eV）、Ni（5.15eV）、Ni/Au、Ni/Pt、 Pt/Au、Ta/Ti、Co/Au、Cu/Au、Pd/Au、Pt/Ru、Ti/Pt/Au、 Pt/Ni/Au、Ni/AuZn，其中研究最多的是Ni/Au基合金系统。 在研究表面处理和金属（Pt、Ni、Pd、Au、Cu、Ti、Al、 Ta等）功函数对金属—p－GaN接触势垒фb的影响后发现：无 论在退火前或退火后（即是否发生合金化），фb都随功函数的 提高而降低，但最低的不是功函数最高的Pt，而是Ni。这说明 影响фb的不仅仅是功函数，还有表面状况等其它因素，这与已 有的理论是一致的。
金属与n型半导体形成欧姆接触
金属与n型半导体形成欧姆接触引言欧姆接触是电学领域中的一个重要概念，它代表着金属与半导体之间的一种特殊的电学联系。
而在这个联系中，金属的作用就是电的导体，而半导体的特点则在于其载流子密度较低，影响了电的传导。
因此，在金属和半导体的接触面上，通常会形成一个焊点。
本文将对金属和n 型半导体之间的欧姆接触做一个详细的介绍。
金属和n型半导体首先，我们需要了解一下金属和n型半导体的性质。
金属是一种电子密度较高的材料，可以有效地传导电子。
而n型半导体，则是被添加了某些杂质，使得其导电性增强的半导体。
在n型半导体中，由于杂质加入的作用，其电子密度较高，比p型半导体更容易传导电子，所以也被称为“负型半导体”。
电子传输过程当金属和n型半导体形成接触时，两者之间的电子就会发生共价键的形成。
当金属中的自由电子与半导体中的载流子相遇时，它们将在接触面上形成一个电场。
在这个电场的作用下，金属中的自由电子将向半导体中移动，以此来填补n型半导体中的空穴。
这是一个非常快速的过程，因为电子在金属中可以自由地移动，而在半导体中，则需要经过复杂的漂移和扩散过程。
因此，当金属和n型半导体形成接触时，电子将很快地从金属中流入半导体中，使得其导电性增强。
欧姆接触的特点欧姆接触的特点在于：在接触面上，电子的能级对齐。
因为金属和n型半导体之间的接触是一个纯物理过程，所以其能级对齐是非常严格的。
在欧姆接触的过程中，金属和n型半导体之间的接触面是非常小的，通常只有几个分子的大小。
这就使得电子能够在接触面上快速流动，形成一个低电阻的电路。
因此，欧姆接触的导通性能非常优秀，常常被用于电子器件和半导体器件中。
结论金属与n型半导体之间形成的欧姆接触，是电学领域中的一个重要概念。
当金属和n型半导体接触时，其电子密度的差异将形成一个电场，使得电子能够快速地在接触面上流动。
这种电流的传输被称为欧姆接触，由于其导通性能优良，被广泛应用于半导体器件中。
通过对欧姆接触的了解，可以更好地理解电流在金属和半导体中的传播规律。
欧姆接触文档
欧姆接触1. 简介在电工学中，欧姆接触是指两个电极之间的电阻性接触。
当两个电极之间存在欧姆接触时，电流可以通过接触点自由地流动。
欧姆接触是电路中常见的一种接触方式，它对于电子设备和电路的正常运行至关重要。
2. 欧姆定律根据欧姆定律，电流（I）通过两个电极之间的接触点时，与电压（V）和电阻（R）之间的关系可以用以下公式表示：I = V / R在欧姆接触中，电阻通常是一个固定的值。
根据欧姆定律，当电压增加时，电流也会相应地增加，反之亦然。
3. 欧姆接触的特性欧姆接触有以下几个特性：3.1 电阻稳定性在一段时间内，欧姆接触的电阻通常是一个固定的数值。
这意味着，当电压或电流发生变化时，电阻不会随之改变。
这种稳定性对于电子设备的正常运行非常重要，因为它确保了电流在电路中的可控性。
3.2 最小接触阻力欧姆接触的另一个特性是具有较低的接触阻力。
接触阻力是电流在接触点处经过的阻力，如果接触阻力较高，会导致能量损失和电流流动的不畅。
欧姆接触的最小接触阻力确保了电流的稳定流动，减少能量损失。
3.3 触点间面积欧姆接触的稳定性和接触阻力也与触点间的接触面积有关。
较大的接触面积通常意味着更稳定的接触和较低的接触阻力。
因此，在设计电路时，应尽量选择较大的触点面积，以确保良好的欧姆接触。
4. 欧姆接触的应用欧姆接触在许多电子设备和电路中都有重要的应用。
以下是一些常见的应用案例：4.1 开关和继电器在开关和继电器中，欧姆接触被用于确保电流可以通过触点自由地流动。
当开关或继电器处于闭合状态时，触点之间形成欧姆接触，电流可以通过触点流过。
这样，开关或继电器就能够控制电流的通断，实现电路的开关功能。
4.2 电子器件连接欧姆接触也被用于连接电子器件。
例如，在电路板上，元件之间通过焊接或插座连接。
这些连接点处的欧姆接触确保了电流能够稳定地从一个器件流向另一个器件，从而实现电路的正常运行。
4.3 传感器应用在许多传感器应用中，欧姆接触被用于确保信号的传输和接收。
欧姆接触
欧姆接触欧姆接触是指金属与半导体的接触，而其接触面的电阻值远小于半导体本身的电阻，使得组件操作时，大部分的电压降在活动区(Active region)而不在接触面。
欧姆接触在金属处理中应用广泛，实现的主要措施是在半导体表面层进行高掺杂或者引入大量复合中心。
概述简介欧姆接触指的是它不产生明显的附加阻抗，而且不会使半导体内部的平衡载流子浓度发生显著的改变。
条件欲形成好的欧姆接触，有二个先决条件：（1）金属与半导体间有低的势垒高度(Barrier Height)（2）半导体有高浓度的杂质掺入(N ≧10EXP12 cm-3)区别前者可使界面电流中热激发部分(Thermionic Emission)增加;后者则使半导体耗尽区变窄，电子有更多的机会直接穿透(Tunneling)，而同时使Rc阻值降低。
若半导体不是硅晶，而是其它能量间隙(Energy Cap)较大的半导体(如GaAs)，则较难形成欧姆接触 (无适当的金属可用)，必须于半导体表面掺杂高浓度杂质，形成Metal-n＋-n or Metal-p+-p等结构。
理论1任何两种相接触的固体的费米能级（Fermi level）（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工函。
接触金属和半导体具有不同的工函，分别记为φM和φS。
当两种材料相接触时，电子将会从低工函一边流向另一边直到费米能级相平衡。
从而，低工函的材料将带有少量正电荷而高工函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Vbi。
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。
欧姆接触与肖特基接触
欧姆接触欧姆接触是指金属与半导体的接触，而其接触面的电阻值远小于半导体本身的电阻，使得组件操作时，大部分的电压降在活动区(Active region)而不在接触面。
欧姆接触在金属处理中应用广泛，实现的主要措施是在半导体表面层进行高掺杂或者引入大量复合中心。
欧姆接触指的是它不产生明显的附加阻抗，而且不会使半导体内部的平衡载流子浓度发生显著的改变。
条件欲形成好的欧姆接触，有二个先决条件：（1）金属与半导体间有低的势垒高度(Barrier Height)（2）半导体有高浓度的杂质掺入(N ≧10EXP12 cm-3)区别前者可使界面电流中热激发部分(Thermionic Emission)增加;后者则使半导体耗尽区变窄，电子有更多的机会直接穿透(Tunneling)，而同时使Rc阻值降低。
若半导体不是硅晶，而是其它能量间隙(Energy Gap)较大的半导体(如GaAs)，则较难形成欧姆接触 (无适当的金属可用)，必须于半导体表面掺杂高浓度杂质，形成Metal-n+-n or Metal-p+-p等结构。
理论任何两种相接触的固体的费米能级（Fermi level）（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工函数。
接触金属和半导体具有不同的工函，分别记为φM和φS。
当两种材料相接触时，电子将会从低工函一边流向另一边直到费米能级相平衡。
从而，低工函的材料将带有少量正电荷而高工函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Vbi。
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。
欧姆接触现代半导体物理ppt课件
9.5 欧姆接触
金属-半导体的欧姆接触
金属-半导体之间为欧姆接 触时，金属的热电子功函 数应该等于半导体材料的 功函数，或者比N型半导体 的小（或者比P型半导体的 大），如图所示，半导体 表面为积累层。对于N型半 导体材料，电子从金属进 入N型半导体或从半导体进 入金属的势垒很小，或是 负的；同样对于P型半导体 材料，空穴从金属金土半 导体材料或从半导体材料 进入金属的势垒也很小， 或是负的。
4、如果两种材料接触处的电阻很小，而且电阻与电流方向及大小无 关，则称这种电接触为欧姆接触。
9.5 欧姆接触 形成欧姆接触的条件：
（1）金属与半导体间有低的势垒高度(Barrier Height) （2）半导体有高浓度的杂质掺入(N ≧10EXP12 cm-3)
9.5 欧姆接触
欧姆接触的评价标准：
1) 接触电阻很低：以至于不会影响器件的欧姆特性，即不会影响 器件I-V的线性关系。对于器件电阻较高的情况下（例如LED器件 等），可以允许有较大的接触电阻。但是目前随着器件小型化的 发展，要求的接触电阻要更小。 2) 热稳定性要高：包括在器件加工过程和使用过程中的热稳定性 。在热循环的作用下，欧姆接触应该保持一个比较稳定的状态， 即接触电阻的变化要小，尽可能地保持一个稳定的数值。 3) 欧姆接触的表面质量要好：且金属电极的黏附强度要高。金属 在半导体中的水平扩散和垂直扩散的深度要尽可能浅，金属表面 电阻也要足够低。
为p型si半导体设计欧姆接触
为p型si半导体设计欧姆接触欧姆接触是一种电子学现象，是指当两个电极之间的接触电阻随着加入的电压增大而变小。
在半导体器件制造中，欧姆接触被广泛应用于p型和n型半导体器件的电极制作中。
本文将针对p型Si半导体的欧姆接触设计进行详细探讨。
1. 欧姆接触原理欧姆接触的原理可以通过欧姆定律来解释。
欧姆定律是指电流$I$与电压$V$之间的关系，即$I=V/R$，其中$R$为电阻。
在欧姆接触中，当两个接触金属与半导体接触时，接触电阻$R$会随着电压的升高而减小，这是因为当电压升高时，电子在金属外壳中的热运动增强，进一步促进更多电子从半导体向金属流动，从而导致接触电阻降低。
2. p型Si半导体欧姆接触设计在p型Si半导体的欧姆接触设计中，我们需要考虑以下因素：2.1 金属材料的选择选择合适的金属材料是欧姆接触设计中最关键的一步。
常用的金属材料包括Ti、Cr、Al和Au等。
Ti和Cr的粘附性强，可以很好地粘附到p型Si表面，并且它们的电学性能也比较适合制作欧姆接触。
而Al和Au的电学性能更优秀，但由于它们的粘附性不够强，需要在它们之上涂覆一层Ti或Cr来增强粘附力。
对于p型Si半导体的欧姆接触设计，建议选择Ti或Cr材料。
2.2 洁净度的保证在欧姆接触制作过程中，确保器件表面的洁净度是非常重要的。
因为器件表面的杂质和污染物会对接触电极的制造和性能产生很大影响。
需要在制作欧姆接触前，充分保证p型Si表面的洁净度。
2.3 接触面积的控制接触面积的大小会直接影响欧姆接触的电学特性。
一般来讲，接触面积越大，电流密度就越小，接触电阻就越小。
在设计欧姆接触时，需要合理控制接触面积，以达到最佳电学性能。
2.4 热处理的优化在欧姆接触制作过程中，热处理是一个非常重要的步骤。
热处理可以改善接触金属与p型Si之间的界面特性，促进更好的电子传输。
在制作欧姆接触时，需要对热处理的参数进行优化，以获得最佳的电学性能。
在设计p型Si半导体的欧姆接触时，需要考虑金属材料的选择、洁净度的保证、接触面积的控制以及热处理的优化等因素。
mosfet 欧姆接触
mosfet 欧姆接触
MOSFET是一种重要的半导体器件，在电子电路中有着广泛的应用。
而MOSFET的欧姆接触是指通过材料间的接触来改变器件的电学特性。
下面将为大家分步骤介绍MOSFET欧姆接触的相关知识。
第一步：了解欧姆接触的概念
欧姆接触也称为欧姆联系，是指通过两种不同材料之间的直接接触来形成一个电子的通道，从而改变电子流的性质的现象。
在半导体器件中，欧姆接触是用于连接不同的材料，以实现多种电学性质的重要方法。
第二步：认识MOSFET的基本构造和工作原理
MOSFET器件是由源极、漏极和栅极三部分组成。
当栅极电压变化时，会影响介质层的电场分布，从而控制了介质层下方导电层的电性能。
当栅源电压为零时，MOSFET器件处于正常工作状态，电流可以在源极和漏极之间自由穿行。
第三步：深入了解MOSFET欧姆接触
MOSFET的欧姆接触是指把金属电极电气地连接到半导体晶体管的漏极和源极上。
通过金属电极和半导体之间的接触，改变了器件的电学特性。
在欧姆接触中，电子流可以直接穿过金属电极和半导体之间的接触界面，增加了器件的导电性能。
第四步：MOSFET欧姆接触的优点
MOSFET欧姆接触的优点是可以简化电路设计，减小了器件的体积和功耗。
此外，欧姆接触还可以提高器件的负载能力和稳定性。
这使得MOSFET器件更适合用于各种高频、高压、高温等特殊场合的电子电路中。
综上所述，MOSFET的欧姆接触是一种重要的电子器件设计方法，可以用于改变器件的电学特性以满足各种设计要求。
因此，掌握MOSFET欧姆接触的相关知识对于电子工程师来说是十分重要的。
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1.1 金属-半导体接触的基本原理
金属-半导体接触（金半接触）是制作半导体器件中十分重要的问题，接触情况直接影响到器件的性能。
从性质上可以将金属-半导体接触分为肖特基接触和欧姆接触。
肖特基接触的特点是接触区的电流-电压特性是非线性的，呈现出二极管的特性，因而具有整流效应，所以肖特基接触又叫整流接触。
欧姆接触的特点是不产生明显的附加阻抗，而且不会使半导体内部的平衡载流子浓度产生明显的改变。
理想的欧姆接触的接触电阻与半导体器件相比应当很小，当有电流通过时，欧姆接触上的电压降应当远小于半导体器件本身的电压降，因而这种接触不会影响器件的电流-电压特性[1]。
下面将从理论上对金属-半导体接触进行简要的分析。
1.2欧姆接触
本章1.1节中提到，当金属-半导体接触的接触区的I-V曲线是线性的，并且接触电阻相对于半导体体电阻可以忽略不计时，则可被定义为欧姆接触（ohmic contact）[1]。
良好的欧姆接触并不会降低器件的性能，并且当有电流通过时产生的电压降比器件上的电压降还要小。
1.2.1欧姆接触的评价标准
良好的欧姆接触的评价标准是[4]：
1)接触电阻很低，以至于不会影响器件的欧姆特性，即不会影响器件I-V的线
性关系。
对于器件电阻较高的情况下（例如LED器件等），可以允许有较大的接触电阻。
但是目前随着器件小型化的发展，要求的接触电阻要更小。
2)热稳定性要高，包括在器件加工过程和使用过程中的热稳定性。
在热循环的
作用下，欧姆接触应该保持一个比较稳定的状态，即接触电阻的变化要小，尽可能地保持一个稳定的数值。
3)欧姆接触的表面质量要好，且金属电极的黏附强度要高。
金属在半导体中的
水平扩散和垂直扩散的深度要尽可能浅，金属表面电阻也要足够低。
1.2.3欧姆接触电极的制作要点
上节指出，制作欧姆接触时，可以提高掺杂浓度或降低势垒高度，或者两者并用。
这就为如何制得良好的欧姆接触提供了指导。
主要有以下方面：
1)半导体衬底材料的选择
掺杂浓度越高的衬底越容易形成欧姆接触。
因此，通常选择重掺杂的衬底来制作欧姆接触。
可以通过多种方式来提高掺杂浓度，常用的方法是在半导体生长过程中增加杂质含量，或者通过离子注入等方式来在半导体表面形成重掺杂。
2)金属电极的选择
降低势垒高度也有利于形成良好的欧姆接触。
理论上讲，对于n型半导体，如果金属的功函数比半导体的功函数小，即Φm<Φs时，金属和半导体一经接触便能形成欧姆接触。
但实际上，我们很难找到功函数比半导体小的金属，金属和半导体接触时总会产生势垒。
所以选择电极金属的原则是金属和半导体的功函数的差值尽可能小，尽可能降低势垒高度。
3)合金条件的选择
合金是使电极金属和半导体紧密接触的工艺。
具体的说是指在半导体表面蒸镀好金属电极后，在一定的气氛保护下，在某一特定的温度，使蒸
镀好电极的半导体材料在其中保温一段时间。
合金的温度和时间决定了能
否在接触界面形成高掺杂层、能否形成欧姆接触。
在保温过程中，金属电
极和半导体材料通过发生一系列的物理、化学反应，能够明显的降低金半
接触区的势垒高度，使电子比较容易的通过金半接触区，形成比较好的欧
姆接触。
通常认为功函数较大金属适合于制备P 型GaN的欧姆接触。
常用金属有:Pt、Ni、Au、Pd、 W、Cr、Mg等。