最後更新:2026年10月8日基礎概念半導體物理・晶體基礎中國大陸:欧姆接触

歐姆接觸(Ohmic Contact)是什麼

Ohmic Contact

歐姆接觸是指金屬與半導體的接觸中,電流與電壓成正比,且不論方向都能以低電阻導通的接觸。基本方法是將界面高濃度摻雜至10¹⁹cm⁻³以上,使載子以穿隧效應穿過能障,在矽LSI中以矽化物降低接觸電阻。具有整流性的接觸則稱為蕭特基接觸以示區別。

目錄4 項
  1. 定義與原理
  2. 常見問題
  3. 相關用語
  4. 比較文章

定義與原理

歐姆接觸是指金屬與半導體的接觸中,電流與電壓成正比(遵循歐姆定律),也就是不論電流方向都能以低電阻導通的接觸。也稱為Ohmic contact。電晶體的源極・汲極電極、二極體或LED、功率元件的電極等,凡是要從半導體向外部取出電流的地方都需要歐姆接觸。相對地,電流只容易往單一方向流動的整流性接觸,則稱為蕭特基接觸(蕭特基接面)。

單純讓金屬與半導體接觸時,多數情況下界面會形成能量障壁(蕭特基能障),使電流難以流動。取得歐姆接觸的方法主要有2種。1種是將界面的半導體高濃度摻雜至10¹⁹~10²⁰cm⁻³以上,使空乏區薄至數nm,讓載子能以穿隧效應穿過能障。另1種是依功函數的組合選擇能障較低的金屬。矽LSI以前者為基本,在高濃度摻雜的源極・汲極上形成矽化鎳(NiSi)等矽化物以降低接觸電阻。

在化合物半導體中,各材料的電極組合各有講究,n型GaAs使用AuGeNi合金、n型GaN使用Ti/Al系、SiC則使用將鎳在約1000℃熱處理使其矽化的方法等。也有如p型GaN這類難以取得良好歐姆接觸的材料,會左右元件性能。接觸的優劣以比接觸電阻率(Ω·cm²)表示,並以改變電極間距的圖案進行量測的TLM法評估。在微縮化使接觸面積變小的先進邏輯產品中,接觸電阻占電晶體整體寄生電阻的比例越來越大,要求比接觸電阻率達10⁻⁹Ω·cm²等級。

歐姆接觸(Ohmic Contact)的常見問題

歐姆接觸與蕭特基接觸有何不同?
歐姆接觸是不論電流方向電阻都低、電流與電壓成正比的接觸。蕭特基接觸是因界面能障使電流只容易往單一方向流動的整流性接觸。電極使用歐姆接觸,蕭特基二極體或MESFET的閘極則使用蕭特基接觸。
如何製作歐姆接觸?
基本方法是將界面的半導體高濃度摻雜以使空乏區變薄,讓載子能以穿隧效應穿過能障。矽中會形成矽化物,化合物半導體則依材料堆疊適合的金屬並進行熱處理(合金化)。

相關設備・材料

比較文章

所屬主題