歐姆接觸,歐姆接觸的制備，歐姆接觸的理論，歐姆接觸的實驗特性，歐姆接觸的重要性
歐姆接觸制備是材料工程里研究很充分而不太有未知剩余的部分�？芍貜颓铱煽康慕佑|制備需要極度潔凈的半導體表面。例如，因為天然氧化物會迅速在硅表面形成，接觸的性能會十分敏感地取決于制備準備的細節(jié)。
接觸制備的基礎步驟是半導體表面清潔、接觸金屬沉積、圖案制造和退火。表面清潔可以通過濺射蝕刻、化學蝕刻、反應氣體蝕刻或者離子研磨。比如說，硅的天然氧化物可以通過蘸氫氟酸（HF）來去除，而砷化鎵（GaAs）則更具代表性的通過蘸溴化甲醇來清潔。清潔過后金屬通過濺射、蒸發(fā)沉積或者化學氣相沉積（CVD）沉積下來。濺射是金屬沉積中比蒸發(fā)沉積更快且更方便方法但是等離子帶來的離子轟擊可能會減少表面態(tài)或者甚至顛倒表面電荷載流子的類型。正因為此更為平和且依然快速的CVD是更加為人所傾向的方法。接觸的圖案制造是通過標準平版照相術來完成的，比如剝落中接觸金屬是通過沉積于光刻膠層孔洞之中并稍后取出光刻膠來完成的。沉積后接觸的退火能有效去除張力并引發(fā)有利的金屬和半導體之間的反應。
任何兩種相接觸的固體的費米能級（Fermi level）（或者嚴格意義上，化學勢）必須相等。 費米能級和真空能級的差值稱作功函。 接觸金屬和半導體具有不同的工函，分別記為φM和φS。 當兩種材料相接觸時，電子將會從低工函(高Fermi level)一邊流向另一邊直到費米能級相平衡。從而，低工函(高Fermi level)的材料將帶有少量正電荷而高工函(低Fermi level)材料則會變得具有少量電負性。最終得到的靜電勢稱為內建場記為Vbi。這種接觸電勢將會在任何兩種固體間出現(xiàn)并且是諸如二極管整流現(xiàn)象和溫差電效應等的潛在原因。內建場是導致半導體連接處能帶彎曲的原因。明顯的能帶彎曲在金屬中不會出現(xiàn)因為他們很短的 屏蔽長度意味著任何電場只在接觸面間無限小距離內存在。
在經典物理圖像中，為了克服勢壘，半導體載流子必須獲得足夠的能量才能從費米能級跳到彎曲的導帶頂。穿越勢壘所需的能量φB是內建勢及費米能級與導帶間偏移的總和。同樣對于n型半導體，φB = φM ? χS當中χS是半導體的電子親合能（electron affinity），定義為真空能級和導帶（CB）能級的差。對于p型半導體，φB = Eg ? (φM ? χS)其中Eg是禁帶寬度。當穿越勢壘的激發(fā)是熱力學的，這一過程稱為熱發(fā)射。真實的接觸中一個同等重要的過程既即為量子力學隧穿。WKB 近似描述了最簡單的包括勢壘穿透幾率與勢壘高度和厚度的乘積指數(shù)相關的隧穿圖像。對于電接觸的情形，耗盡區(qū)寬度決定了厚度，其和內建場穿透入半導體內部長度同量級。耗盡層寬度W可以通過解泊松方程以及考慮半導體內存在的摻雜來計算。
勢壘高度（與電子親和性和內建場相關）和勢壘厚度（和內建場、半導體絕緣常數(shù)和摻雜密度相關）只能通過改變金屬或者改變摻雜密度來改變。總之工程師會選擇導電、非反應、熱力學穩(wěn)定、電學性質穩(wěn)定且低張力的接觸金屬然后提高接觸金屬下方區(qū)域摻雜密度來減小勢壘高度差。高摻雜區(qū)依據(jù)摻雜種類被稱為 n + 或者p + 。因為在隧穿中透射系數(shù)與粒子質量指數(shù)相關，低有效質量的半導體更容易被解除。另外，小禁帶半導體更容易形成歐姆接觸因為它們的電子親和度（從而勢壘高度）更低。
