オーミック接触(オーミックコンタクト)とは

Ohmic Contact

最終更新:2026-09-28・スパッタリング装置・RTP(急速熱処理)装置|用語集のExcel・PDF版をダウンロード

オーミック接触(オーミックコンタクト)とは?

オーミック接触とは、金属と半導体の接触のうち、電流と電圧が比例し、向きによらず低抵抗で電流が流れる接触です。界面を10¹⁹cm⁻³以上に高濃度ドーピングして障壁をトンネル効果で通り抜けさせる方法が基本で、シリコンLSIではシリサイドで接触抵抗を下げます。整流性を持つ接触はショットキー接触と呼んで区別します。

定義・解説

オーミック接触とは、金属と半導体の接触のうち、電流と電圧が比例する(オームの法則に従う)、つまり電流の向きによらず低い抵抗で電流が流れる接触のことです。オーミックコンタクトとも呼びます。トランジスタのソース・ドレイン電極、ダイオードやLED、パワー素子の電極など、半導体から外部へ電流を取り出すあらゆる場所で必要になります。これに対して、一方向にしか電流が流れにくい整流性の接触をショットキー接触(ショットキー接合)と呼びます。

金属と半導体をただ接触させると、多くの場合、界面にエネルギーの障壁(ショットキー障壁)ができ、電流が流れにくくなります。オーミック接触を得る方法は主に2つです。1つは、界面の半導体を10¹⁹〜10²⁰cm⁻³以上の高濃度にドーピングして空乏層を数nmまで薄くし、キャリアがトンネル効果で障壁を通り抜けられるようにする方法です。もう1つは、仕事関数の組み合わせによって障壁が低くなる金属を選ぶ方法です。シリコンLSIでは前者が基本で、高濃度にドーピングしたソース・ドレインの上に、ニッケルシリサイド(NiSi)などのシリサイドを形成して接触抵抗を下げています。

化合物半導体では材料ごとに電極の組み合わせが工夫されており、n型GaAsではAuGeNi合金、n型GaNではTi/Al系、SiCではニッケルを約1000℃で熱処理してシリサイド化する方法などが使われます。p型GaNのように良好なオーミック接触を得にくい材料もあり、デバイス性能を左右します。接触の良し悪しは比接触抵抗率(Ω·cm²)で表し、電極の間隔を変えたパターンで測るTLM法で評価します。微細化で接触面積が小さくなった先端ロジックでは、接触抵抗がトランジスタ全体の寄生抵抗の大きな割合を占めるようになり、10⁻⁹Ω·cm²台の比接触抵抗率が求められています。

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よくある質問(FAQ)

オーミック接触とショットキー接触の違いは何ですか?▾
オーミック接触は電流の向きによらず抵抗が低く、電流と電圧が比例する接触です。ショットキー接触は界面の障壁によって一方向にしか電流が流れにくい整流性の接触です。電極にはオーミック接触、ショットキーダイオードやMESFETのゲートにはショットキー接触が使われます。
オーミック接触はどうやって作りますか?▾
界面の半導体を高濃度にドーピングして空乏層を薄くし、キャリアがトンネル効果で障壁を通り抜けられるようにするのが基本です。シリコンではシリサイドを形成し、化合物半導体では材料に合わせた金属を積層して熱処理(アロイ)します。

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