金刚石是一种性能优异的宽禁带半导体材料，它是继硅（Si）、砷化镓（GaAs）、磷化铟（InP）、氮化镓（GaN）等之后的重要半导体材料之一，可用于重要的半导体器件，在生物检测和医疗、平板显示、环保工程、功能器件等多个高新技术领域都有巨大的应用潜力。

金刚石是一种性能优异的宽禁带半导体材料，其带隙在室温下为5.47 eV，是硅的五倍；热导率2200W/m.K ，在已知半导体材料中具备最高热导率；其击穿电场为107V/cm，是GaAs的50倍，GaN的2倍，SiC的2.5倍；容许的功率使用容量是Si材料的2500倍以上；介电常数为5.7，约为GaAs的1/2；电子迁移率为4500c㎡/（V·s），高于绝大多数材料……集诸多优点于一身的金刚石近些年吸引了国内外产业的广泛关注。

金刚石与大部分金属、陶瓷等均具有较高的界面能，因此金刚石与基体的结合力较差，容易造成金刚石的早期脱落。如何应对这一问题？目前国内外一般采用在金刚石表面镀覆金属的方法来降低金刚石与基体的界面能，使其表面具有金属或类金属的性能。

金属一半导体接触，是所有半导体电子器件和光电子器件的核心结构之一，半导体金刚石器件也不例外，可分为肖特基接触和欧姆接触两大类。欧姆接触要求界面接触电阻尽量小。半导体金刚石的欧姆接触很难实现，这与金刚石表面层难于形成重掺杂有关；肖特基接触则要求界面势垒高，漏电流低，击穿电压高。

金属/金刚石界面势垒与表面特性紧密相关。这方面的研究大多集中在金刚石（100）面。清洁表面和氢终端金刚石表面的肖特基势垒高度与金属的电负性或功函数有关。Au是目前氢终端金刚石表面p型层最常用的欧姆接触金属材料。氧终端p型金刚石（100）表面费米能级钉扎在价带以上约1.7eV处，金属/金刚石的界面势垒与金属种类关系不大，实验报道值为1.5～2eV。氧终端金刚石（111）表面的势垒高度基本也与接触金属无关，实验报道值为1eV左右。氧终端p型金刚石的欧姆接触一般选用与金刚石在高温下可以形成碳化物的金属，如Ti，Mo等，它们在高温下可与金刚石生成TiCx，MoCx等碳化物，形成界面态，导致势垒层变窄或降低势垒高度。金刚石欧姆接触制作的另一途径是高能离子注入，在接触区域表面造成晶格损伤。目前利用热处理获得的Ti/p型金刚石（硼浓度为1018cm³）的接触电阻小于10-6Ω/c㎡。

n型金刚石的欧姆接触，是利用30keV的Ga离子轰击磷掺杂浓度为3×1018cm³的n型金刚石，获得了4.8×106Ω/c㎡的接触电阻。目前n型金刚石半导体的欧姆接触电阻最低值为10-3Ω/c㎡，是将Pt/Ti金属层沉积在重掺杂（磷浓度为1020cm³）金刚石外延层，并通过退火获得的。

而根据《Diamond & Related Materials》发布的一项最新的研究结果表明：对于原始表面，Ti 具有最好的欧姆接触。Cr 具有比 Ta 和 V 更高的粘附强度，而Ta 和 V 先前被认为具有最高的粘附强度。相比之下，对于含氧表面，Ni 具有最好的肖特基接触；Ti 和Cr具有最高的附着力和良好的肖特基接触。

该研究结果发布于《Diamond & Related Materials》

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