欧姆接触的种类及制造方法

性能良好的欧姆接触要求结电阻很小，电流尽可能实现I-V 线性传输。欧姆接触不控制电流的传输，主要是提供低阻抗的路径和外面电路连接。也意味着，HEMT 器件通过欧姆接传输电流，有很小的电压降和电流损耗。

在半导体器件制作时，有两种方法得到性能良好的欧姆接触：一种是高掺杂半导体和金属接触，另外一种是较低肖特基势垒高度（Schottky barrier height）。金属和半导体界面处，都有肖特基势垒高度，而载流子必须越过这个势垒才能在金属和半导体之间自由运动。当半导体材料重掺杂（ND ≥1019cm-3），势垒区宽度就会减薄，当耗尽区宽度减到足够薄时，电子通过隧道效应穿越势垒，这遵循了热电子场发射（Thermionic Field Emission，TFE）理论。另外一种，用窄禁带宽度的半导体材料来降低半导体一侧的势垒高度。当电子具有的能量比势垒高度大时，电子越过势垒，可由热电子发射（Thermionic Emission，TE）理论来解释。

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图2.6　欧姆接触导带电流

在实际制造中，欧姆结分为合金欧姆接触和非合金欧姆接触。非合金欧姆接触是通过淀积金属到重掺杂的半导体材料上，比如在PHEMT 器件。如图2.6（a）所示，耗尽区厚度减小，载流子通过隧道效应穿过势垒。非合金欧姆接触的优点是在快速热处理和减少器件损伤。合金欧姆接触，金属包含掺杂物（比如AuGe），金属淀积到HEMT 器件的帽层材料，再进行热处理。在热处理过程中，掺杂物（比如AuGe）扩散到半导体中，在金属下面形成一个重掺杂区域。这时结下面耗尽区宽度被减小，然后载流子遂穿才发生，形成低阻值的欧姆结。