Contact ohmique

Un contact ohmique est un contact métal-semi-conducteur avec une très faible résistance de contact. Il est dit ohmique lorsque le courant I est proportionnel à la tension V avec un facteur de proportionnalité 1 / Rc. La résistance spécifique de contact r_c est le produit de Rc par la surface de contact.

A l'interface se forme une barrière de potentiel s'opposant au passage du courant. Trois mécanismes principaux régissent l'expression du courant:

1. Le franchissement de la barrière par émission thermo-ionique dominant dans les semi-conducteurs peu dopés (Nd < 10¹⁷cm ^{− 3}). La zone désertée qui se forme près du contact est étendue. Elle joue le rôle d'une barrière de potentiel large, ce qui rend le passage par effet tunnel peu probable.
2. ­ Le franchissement de la barrière par effet tunnel assisté thermiquement, dans le cas des semi-conducteurs moyennement dopés. L'émission thermo-ionique et l'effet tunnel jouent alors un rôle important dans les mécanismes de conduction.
3. Le franchissement de la barrière par effet tunnel pur, qui intervient dans le cas des semi-conducteurs fortement dopés (Nd > 10¹⁸cm ^{− 3}). Le semi-conducteur étant très dopé, la zone déserte est plus petite et donc la probabilité de passage par effet tunnel pur n'est plus négligeable, entraînant un mode de conduction par effet tunnel prédominant.

Pour connaître l'importance relative de ces phénomènes, T. C. Shen, G. B. Gao et H. Morkoç^[1] introduisent un terme E₀₀ qui permet de définir l'importance relative des mécanismes de conduction:

où q est la charge électrostatique élémentaire, h la constante de Planck, Nd la concentration en atomes donneurs, ε_r est la constante diélectrique du semi-conducteur, m_e la masse effective d'un électron. Dans le cas d'un dopage de type p, il suffit de considérer la concentration en atomes accepteurs et la masse effective des trous.

• Lorsque (faible dopage), la conduction est thermo-ionique avec une résistance spécifique de contact r_c proportionnelle à , Φ_B étant la barrière de contact.

• Pour (dopage intermédiaire), les mécanismes émission thermo-ionique et tunnel coexistent avec une résistance r_c au franchissement de la barrière du type

• Enfin, lorsque (dopage élevé), la conduction est dominée par effet tunnel. Dans ce cas, la résistance spécifique de contact r_c dépend fortement de la concentration en dopant, et est proportionnelle à

Notes et références

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