Rev. Phys. Appl. (Paris) 12, 773-780 (1977)
DOI: 10.1051/rphysap:01977001205077300

Analyse des photocourants dans les structures Al-Al2o 3-Al préparées par bombardement électronique

R. Jerisian¹, J. Dugas¹, Y. Mentalecheta¹ et J. Oualid<sup>2

1</sup>  Département d'Etat Solide, Centre des Sciences et de la Technologie Nucléaires, Boulevard Frantz-Fanon, Alger, Algérie
²  Laboratoire de Photoélectricité, Faculté des Sciences et Techniques de St-Jérôme, Université d'Aix-Marseille , France

Abstract
We have studied the photocurrents in Al-Al2O3 structures in which the insulating layer is obtained by electron beam evaporation of an Al2O3 target. The analysis by nuclear back scattering and X-diffraction have shown that the Al2O3 layers were stoechiometric and amorphous. The Al-Al2O 3 interfacial barrier height determined by internal photoemission is found to be 3.2 eV ± 0.2 eV. Lower values found in the litterature may be attributed either to aluminium oxydation or to influence of a possible additional photoconduction current near the photoemission edge. This last assumption is supported by the spectral variation of the aluminium oxyde layers optical absorption. The trapping effects account for the variation of the photocurrent Jph versus time and chopping frequency, for the non linearity of Fowler plots obtained with thicker structures and of Jph = f(V) characteristics.

Résumé
Ce travail a consisté à étudier et analyser les photocourants dans les structures Al-Al2O3-Al dans lesquelles la couche isolante est obtenue par bombardement électronique d'une cible d'alumine. Les analyses par rétrodiffusion nucléaire et par diffraction de rayons X ont montré que les couches d'alumine étaient stoechiométriques et amorphes. La hauteur de barrière de l'interface Al-Al2O3 déterminée par photoémission interne se situe à 3,2 eV ± 0,2 eV. Les valeurs plus faibles rencontrées dans la bibliographie sont attribuées soit à l'oxydation de l'électrode d'aluminium, soit à l'influence d'un courant éventuel de photoconduction qui peut se superposer au courant de photoémission au voisinage du seuil. Cette dernière hypothèse est étayée par l'étude de la variation spectrale de l'absorption des couches d'alumine. L'action des pièges permet de rendre compte de la variation des photocourants Jph en fonction du temps et de la fréquence de modulation, des courbures des diagrammes de Fowler des structures les plus épaisses, et de celles des caractéristiques Jph = f(V).

PACS
7240 - Photoconduction and photovoltaic effects: photodielectric effects.
7340R - Electrical properties of metal insulator metal structures.
2530G - Metal insulator metal and metal semiconductor metal structures.

Key words
alumina -- aluminium -- metal insulator metal structures -- photoconductivity -- Al Al sub 2 O sub 3 Al structures -- photocurrents -- electron beam evaporation -- nuclear back scattering -- interfacial barrier height -- trapping effects -- amorphous layers -- stoichiometric layers -- MIM structure