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Calcul tension seuil Vth structure Metal Isolant Semiconducteur

Posté par
ElecStudent
11-05-21 à 13:18

Bonjour.
Je souhaiterais calculer la tension de seuil Vth de ma structure Métal-Oxyde-Semiconducteur. J'ai  a ma disposition les données suivantes :

Semiconducteur = Silicium dopé n.  
densité excédentaire de donneurs :N_d = 10^{15} cm^{-3}
gap : Eg = 1.19 eV
permittivité du semiconducteur :\epsilon_s = 12 .\varepsilon_0
densité de porteurs intrinsèques a la température considérée : n_i = 10^{10} cm^{-3}
affinité électronique : e_\chi = 4 eV
épaisseur de l'isolant : d =8.86.10^{-8}m
permittivité de l'isolant :\epsilon_i = 2 .\varepsilon_0
travail de sortie du métal : e_\phi_m = 4.3 eV

Pouvez vous m'aider svp?

Posté par
vanoise
re : Calcul tension seuil Vth structure Metal Isolant Semiconduc 11-05-21 à 16:17

Bonjour
Tu as une étude assez détaillée ici. En particulier :
page 7 : relation 1.7 ;
page 12 : relation 1.34.

Posté par
ElecStudent
re : Calcul tension seuil Vth structure Metal Isolant Semiconduc 11-05-21 à 16:18

vanoise @ 11-05-2021 à 16:17

Bonjour
Tu as une étude assez détaillée ici. En particulier :
page 7 : relation 1.7 ;
page 12 : relation 1.34.


Bonjour. Je vous remercie mais la page ne charge pas.

Posté par
ElecStudent
re : Calcul tension seuil Vth structure Metal Isolant Semiconduc 11-05-21 à 16:24

vanoise @ 11-05-2021 à 16:17

Bonjour
Tu as une étude assez détaillée ici. En particulier :
page 7 : relation 1.7 ;
page 12 : relation 1.34.

Probleme de connexion. J'ai reussi a ouvrir le document.
J'avais déja tenté des choses avec ces formules. Ce qui bloque est le Na dans la formule 1.34 : Na. Que représente t-il? Si c'est la densité d'accepteurs, je n'ai pas cette quantité, je dispose juste de la densité de donneurs

Posté par
vanoise
re : Calcul tension seuil Vth structure Metal Isolant Semiconduc 11-05-21 à 16:28

C'est vrai que le site n'est accessible en ADSL qu'après une attente assez longue. Le chargement du fichier est beaucoup plus rapide chez moi en passant par la 4G...

Posté par
ElecStudent
re : Calcul tension seuil Vth structure Metal Isolant Semiconduc 11-05-21 à 16:53

vanoise @ 11-05-2021 à 16:28

C'est vrai que le site n'est accessible en ADSL qu'après une attente assez longue. Le chargement du fichier est beaucoup plus rapide chez moi en passant par la 4G...


Je trouve une Valeur Cox de 1.2.10^{-7} F/cm^{-2}
Si je prend Nd pour Na (je ne pense pas que ce soit ce qu'il faille faire) je trouve un Vth de 1.79V. Cela ne fais pas partie des propositions de mon QCM, je suis donc sur de m'etre trompé.

Posté par
mmalou Webmaster
re : Calcul tension seuil Vth structure Metal Isolant Semiconduc 11-05-21 à 17:13

Bonjour à tous les deux,
ElecStudent, tu as omis de renseigner ton profil
je te remercie de le faire.

attentionextrait de c_faq la FAQ du forum :

Q12 - Dois-je forcément indiquer mon niveau lorsque je poste un nouveau topic ?

Posté par
vanoise
re : Calcul tension seuil Vth structure Metal Isolant Semiconduc 11-05-21 à 17:30

Personnellement, pour ce type de calculs, je préfère utiliser les unités du système international. Avec tes notations :
Cox=2o/d
que j'exprime en F/m2 mais je n'obtiens pas ton résultat, même en convertisant les F/m2 en F/cm2 que l'on pourrait noter F.cm-2, pas F/cm-2.

Posté par
ElecStudent
re : Calcul tension seuil Vth structure Metal Isolant Semiconduc 11-05-21 à 18:34

vanoise @ 11-05-2021 à 17:30

Personnellement, pour ce type de calculs, je préfère utiliser les unités du système international. Avec tes notations :
Cox=2o/d
que j'exprime en F/m2 mais je n'obtiens pas ton résultat, même en convertisant les F/m2 en F/cm2 que l'on pourrait noter F.cm-2, pas F/cm-2.


j'obtiens  Cox = 1.998.10^{-4} F m^{-2} = 1.998.10^{-8} F.cm^{-2}
\varepsilon_s = 2. 8.85.10^{-14} F.cm^{-1}
\phi_s = 0.3V
Ce qui conduit a V_th = 0.6 V
Je ne sais pas ou je me trompe....

Posté par
ElecStudent
re : Calcul tension seuil Vth structure Metal Isolant Semiconduc 11-05-21 à 18:50

Pardon j'ai un q\phi_f = 0.3 eV... Comment trouver la valeur en V correspondante?

Posté par
vanoise
re : Calcul tension seuil Vth structure Metal Isolant Semiconduc 11-05-21 à 19:04

OK pour ta valeur de Cox.
Les charges qui interviennent dans ce problème sont des charges élémentaires : q=e.
Si q.f=0,3eV,  f=0,3V.

Posté par
ElecStudent
re : Calcul tension seuil Vth structure Metal Isolant Semiconduc 11-05-21 à 19:14

vanoise @ 11-05-2021 à 19:04

OK pour ta valeur de Cox.
Les charges qui interviennent dans ce problème sont des charges élémentaires : q=e.
Si q.f=0,3eV,  f=0,3V.

D'accord.
Pouvez vous confirmer ma valeur? j'ai utilisé la formule suivante :
q\phi_f = E_f - E_{fi} = k_b.T.ln({N_d}/{n_i})

Posté par
vanoise
re : Calcul tension seuil Vth structure Metal Isolant Semiconduc 11-05-21 à 19:24

OK.

Posté par
ElecStudent
re : Calcul tension seuil Vth structure Metal Isolant Semiconduc 11-05-21 à 19:47

vanoise @ 11-05-2021 à 19:24

OK.


Je bloque pour la suite. Je ne trouve rien de cohérent avec les valeurs qui me sont proposées

Posté par
ElecStudent
re : Calcul tension seuil Vth structure Metal Isolant Semiconduc 11-05-21 à 20:14

Je viens de feuilleter encore un peu le document, la relation I.2 donne la distance du niveau de fermi au niveau de fermi intrinsèque comme étant :
q\phi_f = E_i - E_f alors que moi j'ai l'opposé dans mon cours. Cela donnerait donc un \psi_f = - 0.3 eV

Posté par
vanoise
re : Calcul tension seuil Vth structure Metal Isolant Semiconduc 11-05-21 à 23:10

Suivant les auteurs, f est définie comme une valeur positive ou une valeur négative. La formule 1.34 que je t'ai indiquée fait à l'évidence intervenir une valeur positive puisqu'un s'agit ensuite d'en prendre la racine carrée.
Une valeur de la tension de seuil de 1,31V me semble réaliste...



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