Etude de capacités en couches minces à base d'oxydes métalliques ...

tel-00141132, version 1 - 11 Apr 2007
Chapitre 3 : Etude de capacités MIM à base de STO et BTO
Des caractérisations physico-chimiques ont été réalisées en vue de relier structure et
propriétés électriques. Des analyses de diffraction X ont permis de mettre en évidence deux
tendances au niveau de l’orientation des films de BTO qui pourraient jouer un rôle dans la
variation de la constante diélectrique. En effet les dépôts orientés de manière aléatoire
présentent les constantes diélectriques les plus faibles alors que les dépôts avec une
orientation marquée présentent les constantes diélectriques les plus élevées. De plus cette
étude a permis de montrer que la température de transition est plus faible lorsque le paramètre
de maille hors plan diminue. Une étude sur l’orientation du BTO à l’aide d’analyses de
diffraction X avec une meilleure précision sera présentée dans le chapitre suivant afin de
comprendre l’influence de l’orientation sur la constante diélectrique du BTO.
Des analyses RBS ont montré que les écarts à la stœchiométrie pouvaient également faire
varier la constante diélectrique, la plus forte valeur étant obtenue pour un dépôt
stœchiométrique et la plus faible pour un dépôt présentant un écart à la stœchiométrie.
Enfin des mesures de contraintes ont montré que les dépôts étaient fortement contraints (en
tension) suite au recuit de cristallisation ce qui pourrait expliquer les faibles valeurs de
constante diélectrique mesurées.
3. SrTiO3
3.1. Mesure d’épaisseurs
Les dépôts de STO ont été réalisés de manière à ce que leur épaisseur soit égale à 50 nm,
néanmoins nous avons vérifié ces épaisseurs afin de calculer la constante diélectrique de
chaque échantillon. Les résultats obtenus sont présentés dans le Tableau 3-12.
Tableau 3-12 : Epaisseurs des dépôts de STO vérifiées au profilomètre optique.
N° de
l’échantillon
Epaisseur
(nm)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
50 45 58 63 53 47 47 54 49 47 46 48 48
3.2. Tests électriques
Comme pour le BTO, nous avons relevé les valeurs de la constante diélectrique en fonction de
la température de recuit pour les différents dépôts réalisés. Les courbes obtenues sont
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