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

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OÙ aj représente la densité de charge de la double couche (modèle de Gouy-
Chapman-Stern) (a0 et 'vo ayant déjà été définis comme étant respectivement la charge de
surface et le potentiel de surface). La première composante correspond à la capacité totale CT
de la double-couche électrochimique et est purement électrostatique.
CT - CH+d
(11.10)
CH et Cd représentant les capacités de la couche d'Helmholtz et de la couche diffuse.
Dans le cas d'un électrolyte concentré, l'épaisseur de la couche diffuse devient très faible, sa
capacité augmente, et par conséquent on aura: i/CT = i/CH.
La seconde composante représente les variations de a0 avec le potentiel de surface.
Puisque dans cette structure (on suppose que l'isolant est parfait et donc bloquant) les
phénomènes faradaiques sont très faibles, si l'on travaille à des concentrations supérieures à
0,1 M, Zie peut être assimilé à la capacité d'Helmholtz laquelle est approximativement égale
à 20 tF/cm2. En outre, la capacité de l'isolant C1 (# 0.01 j.iF/cm2) étant bien inférieure à CH,
il est possible de négliger CH par rapport à C1 dans le circuit équivalent de la structure EIS.
Déter,nination de l'impédance due au semi-conducteur [3 7,40]
Il faudra travailler avec une faible amplitude de signal alternatif (< 20 mV r.m.$) de
façon à ce que la modulation du niveau de Fermi ne soit pas trop grande. Dans ce cas, la
variation de la charge du semi-conducteur (Q) et le potentiel de surface du semi-conducteur
(l1s) sont assimilables à une capacité différentielle:
C5
dQsc
dills
Ainsi selon la tension continue appliquée et la fréquence, on définit plusieurs
zones de fonctionnement.
Régime d'accumulation: La capacité du semi-conducteur n'est due qu'aux variations des
porteurs majoritaires. Ceux-ci étant très denses, leur temps de réponse sera faible. On aura
même pour des fréquences de modulation élevée (de l'ordre du GHz): Cx» C1 (figure 12).
Puisque ces capacités sont en série, seule interviendra dans les mesuresde capacité totale, la
capacité de l'isolant. Le système est donc purement capacitif.
Z=Rs-j/CjÚ)
(11.12)