欧姆接触是一种特殊的半导体与金属之间的接触方式,具有低电阻、高稳定性和热稳定性等特点。欧姆接触的形成机理是基于金属和半导体之间的费米能级相等,接触的金属和半導体具有不同的功函数。欧姆接触的实现可以通过多种方法,包括离子注入、激光剥离、MOCVD 等。
欧姆接触的特点:
* 低电阻
* 高稳定性
* 热稳定性高
* 接触点不产生明显的附加电阻
* 金属电极与半导体电极的粘附强度高
欧姆接触的原理:
* 欧姆接触的形成机理是基于金属和半导体之间的费米能级相等
* 接触的金属和半導体具有不同的功函数
* 欧姆接触的原理可以分为三个阶段:接触前、接触时和紧密接触
欧姆接触的实现:
* 目标:在接触区域能形成高掺杂、高激活率、光滑的表面和较少的缺陷
* 掺杂方式:离子注入
* 实现步骤:用高能量的离子打入半导体选择区域达到掺杂、改性、退火和隔离等工序
欧姆接触的应用:
* 欧姆接触在 MEMS 工艺中的应用
* 欧姆接触在 GaN 半导体中的应用
欧姆接触的进展和展望:
* 2013 年,Kim S J 等人对激光剥离的 N 极 GaN 表面进行了 O 等离子预处理后,Ti/Al(50nm/35nm) 电极的非合金欧姆接触电阻率从未经表面预处理的 4.3 ×10 −1Ω∙cm²减小到了 2.53 ×10 −5Ω∙cm²
* Kwak J S 等采用 MOVCD 外延生长的镓极 GaN 基于在 Ti/Al 金属进行高于 600 ℃ 的 30 s 退火后,比接触电阻率达到 2 ×10 −5Ω∙cm²
* 2016 年,河北工业大学研制出 Ti/Al/Ni/Au(20nm/60nm/10nm/50nm) 在 N 极 GaN 上会形成非合金欧姆接触,当退火温度升至 200 ℃,比接触电阻率为 1.44 ×10 −3Ω∙cm²
欧姆接触的未来发展方向:
* 进一步研究欧姆接触的形成机理和物理模型
* 精确控制离子的注入,使掺杂纯度、区域、浓度尽可能的理想化
* 向 N 极性 GaN 半导体的研究方向拓展
* 降低接触层的厚度,提高稳定性