Etude et simulation de la conduction électrique dans une couche mince métallique

Abstract

Les couches minces métalliques ont toujours été au centre d’un intérêt sans cesse grandissant pour leurs nombreuses applications dans différents domaines et notamment pour la réalisation de connexions en microélectronique. La résistivité électrique est une grandeur facilement accessible et qui permet de caractériser un matériau donné. Notre compréhension actuelle de la conduction électrique dans les métaux « massifs » à la température ambiante, est assez complète, mais les couches minces métalliques ont posé des défis nouveaux et ont rendu le sujet plus intéressant. On sait depuis 1901 [1] que la résistivité d'un conducteur métallique pur augmente sensiblement à mesure que ses dimensions sont réduites. L’échelle à laquelle ce phénomène est observé est celle de ce que nous appelons maintenant le libre parcours moyen de l'électron dans le métal. C’est la distance moyenne parcourue par un électron avant d'être diffusé, principalement, par les vibrations thermiques du réseau ou phonons (par exemple, ˜ 40 pour le cuivre à température ambiante). Ce phénomène se produit à des échelles de longueur plus grandes que celles requises pour les effets de taille relatifs au confinement quantique (généralement moins de 2 nm) et est donc communément appelé « effet de taille classique » en ce qui concerne la conductivité électrique des métaux