Etude de capacités en couches minces à base d'oxydes métalliques ...
Etude de capacités en couches minces à base d'oxydes métalliques ...
Etude de capacités en couches minces à base d'oxydes métalliques ...
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
tel-00141132, version 1 - 11 Apr 2007<br />
Introduction générale<br />
Dans le cadre <strong>de</strong> cette thèse nous avons choisi d’élaborer et <strong>de</strong> caractériser <strong>de</strong>ux <strong>de</strong> ces<br />
matériaux pérovskite dans <strong>de</strong>s structures capacitives Métal/Isolant/Métal (MIM) : le titanate<br />
<strong>de</strong> strontium, SrTiO3 (STO), et le titanate <strong>de</strong> baryum, BaTiO3 (BTO), ainsi que leur<br />
association <strong>en</strong> multi<strong>couches</strong> STO/BTO. Le comportem<strong>en</strong>t diélectrique <strong>de</strong> ces structures est<br />
<strong>en</strong>core peu connu, mais <strong>de</strong>s travaux ont montré qu’elles sembl<strong>en</strong>t très prometteuses pour<br />
dépasser les limitations actuelles <strong>de</strong>s pérovskites m<strong>en</strong>tionnées plus haut.<br />
La technique que nous avons utilisée pour déposer ces matériaux est une technique par voie<br />
physique : la pulvérisation par faisceaux d’ions (Ion Beam Sputtering <strong>en</strong> anglais). Elle<br />
possè<strong>de</strong> les avantages <strong>de</strong> la pulvérisation cathodique classique (haute pureté, très bonne<br />
adhér<strong>en</strong>ce), tout <strong>en</strong> permettant un grand contrôle <strong>de</strong>s dépôts (ce qui est délicat dans le cas <strong>de</strong><br />
dépôt par voie chimique) du fait <strong>de</strong> la possibilité <strong>de</strong> régler indép<strong>en</strong>damm<strong>en</strong>t les paramètres <strong>de</strong><br />
dépôt.<br />
Ce procédé <strong>de</strong> dépôt nous a permis <strong>de</strong> mettre au point les matériaux étudiés <strong>en</strong> réalisant <strong>de</strong>s<br />
plans d’expéri<strong>en</strong>ces, techniques d’optimisation <strong>en</strong>core peu utilisées dans le secteur <strong>de</strong> la<br />
recherche mais couramm<strong>en</strong>t mises <strong>en</strong> œuvre dans le cadre industriel afin <strong>de</strong> limiter les coûts.<br />
La corrélation <strong>en</strong>tre les mesures électriques et les analyses physico-chimiques fines réalisées<br />
<strong>en</strong> collaboration avec les équipes <strong>de</strong> l’ECP (Ecole C<strong>en</strong>trale <strong>de</strong> Paris), <strong>de</strong> l’ESRF (European<br />
Synchrotron Radiation Facility) et <strong>de</strong> l’INSA (Institut National <strong>de</strong>s Sci<strong>en</strong>ces Appliquées) <strong>de</strong><br />
Lyon ont permis une meilleure compréh<strong>en</strong>sion <strong>de</strong>s phénomènes physiques mis <strong>en</strong> jeu.<br />
Le chapitre 1 prés<strong>en</strong>te le contexte sci<strong>en</strong>tifique et technologique <strong>de</strong> cette étu<strong>de</strong>. Ce chapitre<br />
détaille le principe <strong>de</strong> la capacité Métal/Isolant/Métal (MIM) ainsi que ses différ<strong>en</strong>tes<br />
applications et les matériaux <strong>à</strong> forte constante diélectrique <strong>en</strong> cours <strong>de</strong> développem<strong>en</strong>t.<br />
Les matériaux se trouvant au cœur <strong>de</strong> notre étu<strong>de</strong> (SrTiO3 et BaTiO3) sont prés<strong>en</strong>tés dans le<br />
chapitre 2. Il dresse un état <strong>de</strong> l’art sur les performances <strong>de</strong>s <strong>capacités</strong> MIM élaborées <strong>à</strong> <strong>base</strong><br />
<strong>de</strong> ces matériaux. On prés<strong>en</strong>te <strong>en</strong>suite <strong>en</strong> détails la technique utilisée pour déposer nos<br />
matériaux : la pulvérisation par faisceau d’ions.<br />
Le chapitre 3 traite <strong>de</strong> la mise <strong>en</strong> œuvre et <strong>de</strong> l’analyse <strong>de</strong> plans d’expéri<strong>en</strong>ces sur les<br />
paramètres <strong>de</strong> dépôt <strong>de</strong> STO et BTO. Il permet <strong>de</strong> mettre <strong>en</strong> avant les paramètres influant sur<br />
la température d’obt<strong>en</strong>tion <strong>de</strong> la phase pérovskite <strong>à</strong> forte constante diélectrique et sur la valeur<br />
<strong>de</strong> cette constante diélectrique.<br />
7