Préparation de couches minces d'oxynitrure de silicium par PECVD ...

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Une variation de la charge de surface o va donc entraîner une variation de
potentiel dans la doublecouche électrique et par conséquent un décrochage des bandes
d'énergie du semi-conducteur. Le potentiel de bande plate va donc être modifié. On
exprime ce dernier par la formule:
Vbp = W (réf) - W (SC) + 'lb + Qf/Ci
(11.8)
Avec W (réf) et W (SC) qui sont respectivement le travail de sortie de l'électrode de
référence et du semi-conducteur, Oj étant les charges fixes dans l'isolant et Ci la capacité
de l'isolant. Le principe de la mesure est donc de calculer les variations du potentiel de
bande-plate survenues lors d'un changement au niveau de l'interface isolant/électrolyte.
De plus une modification de l'épaisseur (par greffage chimique par exemple) ou
de la constante diélectrique de l'isolant, entraînera une variation de la capacité totale de
l'isolant.
111.2.1.1'i Traitement du signal.
Il repose sur l'analogie existant entre le système analysé (la structure EIS dans
notre cas) et un circuit électrique. Selon la fréquence et la tension appliquée, on
distinguera différents circuits équivalents. Il est donc nécessaire de déterminer la
fréquence et la tension les plus appropriées pour nos mesures.
Détermination des schémas électriques équivalents d'une structure EIS.
Le schéma électrique équivalent de la structure EIS, peut se ramener à la mise en
série d'une résistance R, de la capacité C1 de l'isolant et .ne impédance complexe Z
du semi-conducteur. Nous verrons que l'impédance de l'interface électrolyte/isolant peut-
être négligée. R est constituée de la somme de deux termes résistifs: celui de l'électrolyte
et celui du contact ohmique R0 dont la valeur peut varier de 0,1 à 300 suivant la nature
et la qualité du contact. L'isolant est supposé parfait, la polarisation de la structure ne
peut entraîner des phénomènes faraïdiques. Avec les épaisseurs que nous utilisons, CL est
généralement compris entre 1O F/cm2 et 10-8 F/cm2. L'impédance du semi-conducteur
dépendra de la polarisation de la structure ainsi que de la fréquence.
Il est connu que l'impédance à l'interface isolant-électrolyte Zie comprend deux
composantes en parallèle [39] selon l'équation 11.9.
Zte
dd d0
dW0 dV0
(11.9)