半导体与金属界面：欧姆接触和肖特基接触

属与半导体接触是半导体器件（如二极管、晶体管、太阳能电池等）的基本结构之一，其电学特性直接影响器件性能。

金属与半导体的界面接触行为主要分为两类：欧姆接触（Ohmic Contact）和肖特基接触（Schottky Contact），具体取决于金属功函数、半导体电子亲和能及掺杂类型和浓度等。

01 欧姆接触

欧姆接触是金属与半导体之间最基本的接触类型之一，在电子器件中发挥着至关重要的作用。它要求金属与半导体之间的电流-电压（I-V）关系是线性的，且接触电阻很小，通常小于10-6 Ω·cm2。

实现欧姆接触的主要方法有如下几种：

02 肖特基接触

肖特基接触是指金属与半导体接触时形成的具有整流特性的界面，其电流-电压（I-V）特性呈现非线性关系，类似于PN结二极管但具有更快的开关速度。

当金属与半导体接触时，由于费米能级对齐，会在界面处形成势垒：对于N型半导体：ΦBn = ΦM – χ；对于P型半导体：ΦBp = Eg - (ΦM - χ)。其中，ΦBn/ΦBp是肖特基势垒高度，ΦM是金属功函数，χ是半导体电子亲和能，Eg：半导体禁带宽度。

肖特基接触是半导体器件中的重要结构，其性能直接影响二极管、探测器等器件的特性。实际中，由于界面缺陷或杂质的存在，费米能级可能发生钉扎，导致肖特基势垒高度偏离理想值。这种效应限制了通过金属选择来调控势垒高度的能力。

常见的金属-半导体肖特基节组合如下：

03 总结

电子亲和能是描述材料接受电子能力的关键参数，直接影响半导体器件的界面行为（如接触电阻、势垒高度）。在器件设计中，需与功函数、掺杂浓度协同优化，以实现理想的欧姆接触或肖特基势垒。