Contact M

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Contact Métal Semi-conducteur

• Diode Schottky

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Contact Métal/SC diode Schottky

• Plusieurs applications
• Interconnexions
• Contact Ohmique
• Diode à barrière Schottky
• Survol des jonctions Isolant/SC
• État de lart

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Les interconnexions

• Actuellement, 6 à 8 niveaux de métal sur les
   puces  (gt 10)
• Problèmes
• Retards du signal
• Échauffement
• Compatibilité/ diffusion avec le dispositif
• Utilisation croissante de la technologie
   cuivre .

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Les interconnexions

• Matériau à faible constante diélectrique  low
  k 
• Résistivité les plus faibles possibles filière
  Cu

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(No Transcript)
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Diode Schottky

• Quelques définitions (2!)
• Travail de sortie Le travail de sortie est
  lénergie quil faut fournir à un électron dans
  le métal pour lextraire du métal. On lappellera
  et son unité sera lélectronvolt. Il
  est définit comme la différence entre le niveau
  de vide et le niveau de Fermi dans le métal.
• Affinité électronique laffinité électronique
  qui est la différence dénergie entre le niveau
  de vide et la bande de conduction BC.

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Diode Schottky

• Formation du contact
• Ici
• Apparition dune barrière énergétique pour les
  électrons du métal
• Apparition dune barrière énergétique pour les
  électrons du SC

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Contact ohmique ou redresseur ?
 ohmique 
 redresseur 
Semi-conducteur type n
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Contact ohmique ou redresseur ?
 ohmique 
 redresseur 
Semi-conducteur type p
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Contact ohmique ou redresseur ?
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Contact ohmique ou redresseur ?

• Mais présence détats dinterface qui change le
  problème  simpliste  ci dessus

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Diode Schottky états dinterfaces
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Contacts Ohmiques

•  arrivée  des interconnexions sur le
  dispositifs.
• Un contact ohmique
• Pas de chute de potentiel
• résistance au courant la plus faible possible
• Comment ?

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Contacts Ohmiques

• réalisation dun contact ohmique
• Il faut sur-doper le SC à linterface
• Le courant passe essentiellement par effet
   tunnel .

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Caractéristiques Capacité Tension C(V).

• Résultats identiques à une jonction PN

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Courant dans une diode Schottky I(V)

• Plusieurs mécanismes responsables du courant
• Courant thermo-ionique
• Courant tunnel (SC fortement dopé)
• Différence fondamentale par rapport diode PN
• Courant direct ? courant de majoritaires !!

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Courant dans une diode Schottky I(V)
Courant thermoionique les électrons qui arrivent
à franchir la barrière e(Vbi-V) forment ce
courant
Soit encore
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Courant dans une diode Schottky I(V)

• On peut montrer (Singh) que le flux délectrons
  franchissant la barrière de potentiel est
  où est la
  vitesse moyenne des électrons .

• Le courant délectrons du semi-conducteur vers le
  métal est alors simplement donné par 

• Si la tension de polarisation est nulle, il y a
  équilibre entre le courant M -gt SC et le courant
  SC -gt M, le courant est nul.

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Courant dans une diode Schottky I(V)

• Si on polarise le système, IMS cte IS et le
  courant est donné par

Ce qui se réécrit ( dans la statistique de MB)
constante de Richardson
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Courant dans une diode Schottky I(V)

• Lautre composante majeure du courant
• Leffet tunnel (cas de diode fortement dopée)

avec
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Circuit équivalent en petits signaux

• Éléments du circuit équivalent
• Résistance dynamique
• Capacité différentielle
• Résistance série de la diode
• Inductance parasite
• Capacité  géométrique  de la diode

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Comparaison PN vs Schottky
Diode p-n
Diode schottky
Courant inverse fct des majoritaires gt forte
dépendance en température
Courant inverse fonction de majoriaires qui
 saute  la barrière ? dépence en température
plus faible
Courant direct fct des minoritaires injectés
depuis les régions n et p
Courant direct fct des majoritaires
Nécessité de polariser le  dispo  pour mise en
.conduction
Tension de mise en conduction faible
Commutation contrôlée par Thermalisation des
électrons Injectés gt qq pico-secondes
Commutation contrôlée par la recombinaison
(disparition) des porteurs minoritaires