Rompimento do dielétrico em junções túnel

Abstract

Neste estudo foi analisado o rompimento da camada isolante em junções túnel (BD). As amostras utilizadas foram produzidas por “magnetron sputtering” a partir de alvos de Al e a camada isolante obtida através da oxidação de parte da camada de Al depositada. As curvas experimentais de corrente versus tensão das junções foram ajustadas usando o modelo apresentado por Simmons. Nos ajustes realizados, os parâmetros: espessura, altura da barreira e também área efetiva foram considerados como parâmetros livres. Isto foi feito, levando em consideração, que a área efetiva pela qual ocorre o tunelamento de um eletrodo à outro na junção túnel é algumas ordens de grandeza menor do que a área física da junção túnel. A área efetiva de tunelamento a qual se refere este estudo, corresponde a “hot spots”, regiões onde, devido à flutuações na espessura da barreira, a probabilidade de tunelamento eletrônico é maior. O estudo do BD é realizado normalmente utilizando um grande número de amostras para que se possa fazer um tratamento estatístico dos dados. O que se busca aqui, é evitar a necessidade de um grande número de amostras para realização do estudo. Com os ajustes obtidos das curvas experimentais procurou-se delinear o ambiente em que o rompimento é favorável e dessa forma ter como predizê-lo, evitando a perda do material envolvido.

The breakdown in tunnel junctions was studied in this work. The samples were produced by magnetron sputtering from Al targets and the insulating layer obtained from the partial oxidation of the metallic Al layer. The current versus voltage experimental curves were analyzed using the Simmons’ model, where the insulating layer thickness, barrier height and effective sample’s area were used as fitting parameters. The term “effective area” corresponds to here total areas of hot spots, which occurs in the samples due to thickness fluctuations concentrating in the tunneling current. The study on the breakdown subject, in general, is made on a large set of samples in order to make a statistical treatment of the data. The study, here purposed, suggest a method to avoid a large number of samples to evaluate the breakdown on tunneling junctions. The proposed method shows how to predict the breakdown event without to run until there.