Омический контакт – это контакт металл-полупроводник, в котором не проявляется потенциальный барьер на границе раздела, он является неотъемлемой частью любого полупроводникового прибора. Такие контакты должны обладать практически линейной вольтамперной характеристикой и низким электрическим сопротивлением. Важным требованием, предъявляемым к ним, является отсутствие инжекции, способной существенно ухудшить параметры приборов.
Одним из наиболее распространенных способов получения омических контактов является введение в металл примеси, которой легирован полупроводник. Так, в случае германия, легированного сурьмой, в качестве припоя часто используется олово, содержащее сурьму. При приплавлении олова к германию в приконтактной области образуется тонкий рекристаллизационный слой вырожденного полупроводника, сильно обогащенного сурьмой. Этот слой обладает высокой проводимостью и по своим свойствам близок к металлу. Такой n+-n контакт имеет низкое сопротивление и почти всегда линеен. Из-за низкой концентрации дырок в вырожденном слое контакт является практически неннжектирующим.

Другим способом получения омического контакта является осаждение металла на предварительно шлифованную поверхность полупроводника. Шлифование вызывает сильное искажение кристаллической решетки в поверхностном слое полупроводника и появление в запрещенной зоне этого слоя большого числа локальных уровней, увеличивающих проводимость слоя и тем самым уменьшающих контактное сопротивление. Из-за высокой скорости рекомбинации в нарушенном слое носители, генерируемые контактом, практически полностью рекомбенируют в этом слое. Поэтому контакт является почти неинжектирующим.

Наиболее широко при изготовлении приборов и интегральных схем на гетероструктурах используются сплавные омические контакты, которые дают возможность создать высоколегированный слой вблизи поверхности. Наиболее широко для создания сплавных омических контактов, получаемых вакуумным напыление с последующим вплавлением, используется Au-Ge (88% Au, 12% Ge) и Ni. Однако сплавной контакт не позволяет достигать теоретических значений контактного сопротивления.
Одним из вариантов уменьшения контактного сопротивления является выращивание гетероструктур. Основная идея метода состоит в уменьшении высоты барьера и, следовательно, контактного сопротивления с помощью введения промежуточного полупроводникового слоя с малой шириной запрещенной зоны между металлом и активным слоем прибора. Методом молекулярно-лучевой эпитаксии формируются гетероструктуры на основе InAs-GaInAs-GaAs. In-As – полупроводниковый слой имеет высокую концентрацию носителей и ширину запрещенной зоны – 0,35 эВ, что обеспечивает получение низкоомных омических контактов с большинством металлов. Промежуточный слой GaInAs имеет переменный состав во избежание разрыва зон, который возникает в случае резкой границы InAs-GaAs и препятствует протеканию тока.

В технологии интегральных схем на арсениде галлия приемлемые значения удельного переходного сопротивления лежат в диапазоне от 10^-6 до 10^-5 Ом•см. Анализ экспериментальных данных показывает, что при этом эффективная длина омического контакта составляет 0.3–3 мкм. Для исследования размерных эффектов были разработаны и изготовлены тестовые элементы с различной длиной омического контакта. Исследовалось влияние длины области омического контакта на его электрофизические характеристики. Результаты измерений удельного погонного сопротивления в зависимости от длины омического контакта представлены на рисунке 2.

В соответствии с представлениями об однородном удельном переходном сопротивлении омического контакта следовало бы ожидать, что удельное погонное сопротивление контакта не будет зависеть от длины ОК при L > L_eff и будет резко увеличиваться приL <L_eff . На практике наблюдается иной ход зависимости. При больших значениях длины омического контакта удельное погонное сопротивление контакта слабо растет, а при малых значениях длины (L<L_k) – достаточно резко уменьшается.

 

Проблемы создания полупроводниковых приборов часто связаны с проблемами контактов, неизбежно присутствующих и обеспечивающих подсоединение внешних электрических цепей. Контакты, созданные без учёта их влияния на работу прибора, могут вызвать ухудшение характеристик и параметров, а в ряде случаев привести к полному нарушению функциональных свойств приборов. Чаще других используется омический контакт имеющий линейную ВАХ, малое по сравнению с активными областями прибора сопротивление, и не искажающий работу прибора путём введения в активные области дополнительных носителей заряда.

Большинство ранних работ по выпримляющим контактам было выполнено на Si и Ge. В дальнейшем исследовались контакты различных металлов с целым рядом полупроводников, в том числе с некоторыми тройными соединениями, такими, как AgGaSe₃. Хотя во многих случаях характеристик контактов слабо зависят от вида металла, который используют для изготовления, так как большее влияние оказывает поверхностные состояния, существуют и некоторые исключения. В частности это существенно для переходных металлов, таких как Ni.
 

Низкоомные универсальные омические контакты, созданные на основе использования свойств локализованных состояний в аморфном полупроводнике.