Etude de capacités en couches minces à base d'oxydes métalliques ...

tel-00141132, version 1 - 11 Apr 2007
Chapitre 1 : Problématique
Tableau 1-1 : Différents phénomènes de conduction dans les diélectriques
Type de conduction Loi de densité de courant
Effet Schottky
Effet tunnel
Effet Poole-Frenkel
J
J
J
S
FN
PF
= AT
2
3
q
=
8πhW
= J
Limitation de charge 9 E
J
d’espace SCL = ε rε
0μ
8 t
A : Constante de Richardson-Schottky donnée par
m : masse d’un électron
k : constante de Boltzmann
h : constante de Planck
WB : hauteur de barrière
q : charge d’un électron
μ : mobilité d’un porteur de charge
t : épaisseur du diélectrique
0
⎡
3
⎛ W ⎛ ⎞
B ⎞ 1 q E
exp⎜−
⎟exp⎢
⎜
⎟
⎝ kT ⎠ ⎢kT
⎣ ⎝ 4πε
rε
0 ⎠
B
E
2
⎛ 4 2m
⋅W
exp⎜
⎜
−
⎝ E
3 2
B
⎡ 3
⎛ W ⎛ ⎞
B ⎞ 1 q E
exp⎜−
⎟exp⎢
⎜
⎟
⎝ kT ⎠ ⎢kT
⎣ ⎝ ε rε
0 ⎠
2
A = π ⋅
2 3
4 ⋅ m k / h
On peut ainsi reconnaître le mécanisme de fuite mis en jeu en traçant différentes courbes :
• Si le graphe liant lnJ à E 1/2 est une droite il s’agit d’un effet Schottky ou Poole-
Frenkel,
• Si le graphe liant lnJ à 1/T à un champ donné est une droite il s’agit d’un effet Poole-
Frenkel,
• Si le graphe liant ln(J/E²) à 1/E est une droite il s’agit d’un effet Fowler Nordheim ; de
plus c’est le seul mécanisme sur lequel la température a un effet négligeable,
• Si le graphe liant J à E² est une droite il s’agit d’un mécanisme par limitation de
charge d’espace.
⎞
⎟
⎠
1 2
⎤
⎥
⎥⎦
1 2
⎤
⎥
⎥⎦
26