肖特基接觸（Schottky contact）是指金屬與半導體材料相接觸時，在界面處半導體的能帶彎曲，形成一個勢壘，稱為肖特基勢壘。這個勢壘可以控制電子的流動，從而實現電流的整流和調制。由于功函數差導致界面處形成勢壘，使得電流電壓關系呈非線性。

歐姆接觸（Ohmic contact）則是指金屬與半導體接觸時，接觸面的電阻很小，電流電壓關系呈線性，不產生明顯的附加阻抗。在歐姆接觸中，金屬與半導體之間沒有形成明顯的勢壘，電子可以自由地通過金屬和半導體。

肖特基接觸的形成機理是什么？

肖特基接觸的形成機理主要涉及以下幾個方面：

費米能級釘扎：當金屬與半導體接觸時，由于能帶結構的差異，電子會從能量較高的半導體流向能量較低的金屬。在半導體中留下正電中心，這種現象類似于pn結中的情況。費米能級的釘扎是肖特基勢壘形成的主要原因，而費米能級釘扎則源于界面新相的形成或界面極化鍵的存在。

界面層的影響：金屬與半導體之間的界面層會影響肖特基勢壘的高度（SBH）。界面層的存在使得SBH對功函數的依賴減弱，并且SBH與外加偏壓有關

多種因素的影響：除了費米能級釘扎和界面層外，其他因素如界面晶向、原子結構、化學鍵和結構不完整性等也會導致SBH的空間不均勻。

電荷流動：肖特基勢壘的變化與界面電荷流動密切相關。隨著層間距的增加，界面電荷轉移越來越弱，導致費米能級向上平移，從而影響肖特基勢壘的類型（由p型接觸向n型轉變）。

肖特基接觸的形成機理主要包括費米能級釘扎、界面層的影響以及多種因素的綜合作用。

歐姆接觸在不同材料之間的表現有何差異？

歐姆接觸在不同材料之間的表現存在顯著差異，主要體現在接觸電阻率、金屬選擇和退火條件等方面。

金屬與半導體的歐姆接觸：

在金屬Al和Ni與Si襯底上外延生長的p型Ge和n型Ge材料之間，歐姆接觸的比接觸電阻率較高，這制約了Si基Ge器件的性能。

對于p-GaN材料，由于難以獲得高空穴濃度的p-GaN和缺少合適的金屬體系，很難實現低比接觸電阻率的歐姆接觸。此外，不同厚度的Ni電極在不同退火溫度和氣氛下對p-GaN的歐姆接觸性能也有影響。

寬帶隙半導體的歐姆接觸：

在AlGaN、GaN等寬帶隙半導體上制備低電阻的歐姆接觸較為困難，因為這些材料的帶隙較窄，通常需要優化退火工藝來改善接觸性能。可以參考文章GaN的歐姆接觸實驗

碳化硅（SiC）的歐姆接觸：

SiC材料中p型雜質的離化能比n型雜質的離化能高，優質的p型SiC歐姆接觸更難于形成。傳統Al基金屬體系和非傳統Al基金屬體系在p型SiC材料上形成歐姆接觸的研究表明，選擇合適的金屬和優化退火條件是關鍵。

其他材料的歐姆接觸：

石墨烯與金屬的歐姆接觸研究顯示，載流子從金屬進入石墨烯的過程復雜，且難以考慮半導體材料薄膜電阻的影響。

不同材料之間的歐姆接觸表現差異主要體現在接觸電阻率、金屬選擇和退火條件等方面。

如何測量和計算肖特基勢壘和歐姆接觸的特性？

測量和計算肖特基勢壘和歐姆接觸的特性可以通過以下幾種方法：

熱激活法：

熱激活法可以用來測定肖特基勢壘二極管的品質因子n和串聯電阻R。正確測量的條件包括檢查肖特基勢壘二極管的伏安特性

通過熱激活法還可以測定理查遜常數A和肖特基勢壘高度qφb。

電流-電壓（IV）特性曲線：

通過IV特性曲線可以確定平帶勢壘高度，進而計算出肖特基勢壘高度。

實驗中，將電流作為非線性函數進行擬合，可以得到非常接近實際情況的勢壘高度。

循環伏安法（CV法）：

CV法是一種常用的方法來測定肖特基勢壘高度。通過CV曲線，可以定義勢壘高度的一個簡單表達式：?bc=n?b0-(n-1)(?s+V2)，其中?b0是平帶勢壘高度，?s是表面態勢壘高度，V2是施加電壓。

原子分辨方法：

這種方法基于原子特定的部分態密度（pdos）計算，進一步實現了與電導測量一致的有效肖特基勢壘高度（sbh）的計算。這種方法可以用于研究金屬-半導體異質結處sbh的變化。

歐姆接觸電阻率的測量和計算：

測量和計算金屬-半導體歐姆接觸電阻率的方法包括矩形傳輸線模型、圓點傳輸線模型和多圓環傳輸線模型等。

圓形一般會比矩形傳輸線模型準確一些。

肖特基接觸與歐姆接觸在現代電子設備中的應用有哪些區別和聯系？

肖特基接觸與歐姆接觸在現代電子設備中的應用有顯著的區別和聯系。

從定義上看，肖特基接觸是指金屬和半導體材料相接觸時，在界面處半導體的能帶彎曲，形成肖特基勢壘，導致大的界面電阻。這種接觸具有整流特性，即電流只能在一個方向上流動。相反，歐姆接觸是指在接觸處沒有或僅有非常小的勢壘，使得載流子可以自由流動，從而實現低電阻的導電路徑。歐姆接觸的理想狀態是電阻越小越好，這樣大部分電壓降會出現在活動區而不是接觸面。

在實際應用中，這兩種接觸方式的應用場景也有所不同。肖特基接觸由于其整流特性，常用于需要單向導電的場合，如二極管和整流器。而歐姆接觸則廣泛應用于需要高導電性的場合，如晶體管的源極和漏極之間的連接。

此外，肖特基接觸和歐姆接觸之間存在一定的聯系。例如，在某些二維材料中，很難形成固有的歐姆接觸，因此研究者常常采用肖特基接觸作為替代方案。同時，通過調控材料的費米能級位置，可以實現從肖特基接觸向歐姆接觸的過渡。

總之，肖特基接觸和歐姆接觸在現代電子設備中各有其獨特的應用場景和優勢。肖特基接觸適用于需要整流特性的場合，而歐姆接觸則適用于需要高導電性的場合。

肖特基接觸和歐姆接觸對電路設計有哪些具體影響？

肖特基接觸和歐姆接觸對電路設計有顯著的不同影響。

肖特基接觸：

電流輸運機理：肖特基接觸的電流輸運主要通過熱電子發射（thermionic emission, TE）和熱電子場發射（thermoelectric field emission, TFE）機制進行。這些機制在光伏器件、高速集成電路和微波技術等領域中非常重要。

勢壘高度：肖特基接觸的勢壘高度對隧道電流的大小有重要影響。不同的金屬功函數會影響器件的伏安特性，例如功函數增加會導致漏極電流減小。

直接隧穿效應：在高溫、高頻、大功率等應用中，肖特基接觸的直接隧穿效應會顯著影響器件性能。

材料選擇：不同材料的肖特基接觸特性也有所不同，例如Cu與IGZO的肖特基接觸特性會隨AlOx隧穿層厚度變化而變化。

歐姆接觸：

電阻率：歐姆接觸的電阻率是設計中的一個關鍵參數。例如，在SiC MOSFET設計中，N型歐姆接觸電阻率低于1E-4mOhm·cm時，可以設計較窄的源極區而不增加器件導通電阻。

退火溫度：退火溫度對歐姆接觸性能有重要影響。溫度過高或過低都會導致電阻率的增加和電流的減小。

電壓降：歐姆接觸的電壓降遠小于器件任何作用區的電壓降，其電流-電壓特性在正反兩個方向偏置下都呈線性，這種非常小的電壓降的存在，對半導體器件特性的影響一般可以忽略。