Невыпрямляющие контакты. Омический контакт

Пусть в контакте металл – полупроводник n-типа выполняется условие Ф_М<Ф_П (рис.6.28а). Тогда после образования контакта, электроны будут переходить из металла в полупроводник. Приконтактная область металла из-за недостатка электронов получит положительный заряд, а приконтактная область полупроводника из-за избытка электронов зарядится отрицательно. В контакте возникает контактная разность потенциалов и поле E_К, направленное от металла к полупроводнику. Появление поля контактной разности потенциалов E_К приведет в приконтактной области полупроводника к изгибу энергетических вниз и дно зоны проводимости Е_С смещается к уровню E_FП. Это свидетельствует об обогащении приконтактной области полупроводника основными носителями заряда – электронами (рис.6.28б). При большом изгибе энергетических зон полупроводник в этой области может стать вырожденным. Сопротивление приконтактного слоя полупроводника резко уменьшается и он по своим проводящим свойствам приближается к металлу, то есть имеет ничтожное удельное сопротивление.

В случае контакта металла с полупроводником р-типа при Ф_М>Ф_П будет происходить переход электронов из полупроводника в металл, приводящий к возникновению зарядов в приконтактных слоях и появлению электрического поля контактной разности потенциаловE_К. Происходит изгиб энергетических зон вверх, что приводит к обогащению приконтактного слоя полупроводника дырками и резкому снижению сопротивления этого слоя (рис.6.28а,б).

Независимо от того, вырождается или не вырождается полупроводник, наличие обогащенного слоя означает, что сопротивление системы в целом определяется нейтральным слоем полупроводника и, следовательно, не зависит ни от величины, ни от полярности приложенного напряжения. Такие невыпрямляющие комбинации металла с полупроводником называют омическими контактами.

Омические контакты осуществляются в местах присоединения металлических выводов к полупроводниковым слоям. Формирование омических контактов – задача не менее важная, чем получение выпрямляющих контактов. Весьма часто для уменьшения сопротивления контакта в полупроводнике создают область с высокой концентрацией примеси.

Помимо двусторонней проводимости, важным свойством омического контакта является ничтожное время жизни избыточных носителей заряда в обогащенном слое полупроводника. Потому считают, что концентрации избыточных носителей на омическом контакте равны нулю.