肖特基接触和欧姆接触的特点、区别-KIA MOS管

肖特基接触和欧姆接触的区别

欧姆接触(Ohmic contact)和肖特基接触(Schottky contact)是半导体器件中常见的两种金属与半导体接触类型。

欧姆接触是指金属与半导体形成的接触，其接触电阻很小，接触电流与电压呈线性关系。在欧姆接触中，金属与半导体之间没有形成明显的势垒，电子可以自由地通过金属和半导体之间的接触面，形成良好的电流通路。欧姆接触通常用于需要低接触电阻的区域，如电极、导线等。

肖特基接触是指金属与半导体形成的接触，其接触电阻比欧姆接触大，接触电流与电压不呈线性关系。在肖特基接触中，金属与半导体之间形成一个势垒，这个势垒可以控制电子的流动，从而实现电流的整流和调制。肖特基接触通常用于需要高速开关、低噪声、高灵敏度等应用，如肖特基二极管、场效应晶体管等。

需要注意的是，某些情况下，金属与半导体之间的接触可能同时具有欧姆接触和肖特基接触的特性，这种接触被称为“欧姆-肖特基接触”(Ohmic-Schottky contact)。

肖特基接触和欧姆接触的特点

欧姆接触是半导体设备上具有线性并且对称的电流-电压特性曲线(I-V curve)的区域。如果电流-电压特性曲线不是线性的，这种接触便叫做肖特基接触。

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。

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)使界面电流中热激发部分(Thermionic Emission)增加；

(2)半导体有高浓度的杂质掺入(N≥10EXP12cm-3)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(EnergyCap)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。

肖特基接触是指金属和半导体材料相接触的时候，在界面处半导体的能带弯曲，形成肖特基势垒。势垒的存在才导致了大的界面电阻。与之对应的是欧姆接触，界面处势垒非常小或者是没有接触势垒。

理论：当半导体与金属接触的时候由于半导体的电子逸出功一般比金属小，电子就从半导体流入了金属，在半导体的表面层形成一个带正电不可移动的杂质离子组成的空间电荷区域。电场方向由半导体指向金属，阻止电子继续向金属中扩散。界面处半导体能带发生了弯曲，想成一个高势能区，这就是肖特基势垒。

肖特基势垒的高度是金属和半导体的逸出功的差值。

肖特基二极管结构

肖特基二极管结构如下图所示，整体上是由金属和N半导体组成：

1. 阳极：由金属（金、银、铝、钼等材料）组成，用SiQ2来消除边缘区域电场，提高二极管反向耐压值；

2. 阴极：由N-外延层（低掺杂），N型基片（小通态电阻，掺杂浓度为N-的100倍），N+阴极层（减小阴极接触电阻）以及阴极金属组成；

3. 通过调整结构参数，在基片和阳极金属之间形成合适的肖特基势垒。

从这个结构中，为什么肖特基势垒区的N半导体的掺杂浓度要低一些，而与阴极金属接触的N半导体掺杂浓度要更高呢？

其实这就是“肖特基势垒”和“欧姆接触”的差别。

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