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

tel-00141132, version 1 - 11 Apr 2007
Conclusion générale
Le sixième chapitre est consacré à l’étude des multicouches STO/BTO intégrés dans des
structures MIM en observant l’influence de la périodicité des empilements sur leurs propriétés
électriques (constante diélectrique et linéarité en tension). Actuellement les nombreux résultas
présentés dans la littérature semblent contradictoires quant à l’intérêt des multicouches pour
augmenter la constante diélectrique des isolants utilisés. Les résultats obtenus en terme de
constante diélectrique sont équivalents aux valeurs de constante diélectrique du STO et du
BTO dans les mêmes conditions d’élaboration. Toutefois les multicouches présentent des
champs de claquage supérieurs à ceux de STO et BTO. Des observations en microscopie
électronique en transmission ont montré la présence de cavités dans les couches et aux
interfaces métal/diélectrique probablement à l’origine des valeurs de constante diélectrique
peu élevées.
En diminuant la périodicité des empilements (passant de une à cinq bicouches), nous avons
observé une augmentation de la constante diélectrique de 60% environ ainsi qu’une
augmentation du facteur d’accordabilité de presque 150% à 1MV/cm.
Ces trois chapitres ont permis de montrer que la taille des grains, les contraintes dans les films
et la nature des interfaces ont une influence primordiale sur les propriétés électriques des
capacités MIM en terme de constante diélectrique et de courants de fuite. Une grande
attention doit être portée à l’élaboration de couches sans défauts, principalement dans le cas
des dépôts de multicouches plus complexes, afin d’améliorer les propriétés électriques des
structures MIM.
Une étude poussée des contraintes dans les couches (en analysant plus en détails les spectres
de diffraction des rayons X) permettrait également de mieux comprendre les phénomènes mis
en jeu et ainsi d’augmenter encore les performances des capacités : compréhension des
valeurs de constante diélectrique peu élevées par rapport à la littérature dans le cas du BTO,
compréhension des valeurs de constantes diélectriques très élevées dans le cas du STO et
compréhension des phénomènes d’interface dans le cas des multicouches STO/BTO.
Il serait intéressant d’aller plus avant dans l’étude des multicouches en étudiant par exemple
l’influence de l’épaisseur de chaque monocouche, de l’empilement lui-même (la nature des
couches en contact avec les électrodes a-t-elle une importance ?) sur les propriétés électriques
des capacités MIM. Une avancée dans l’étude des multicouches serait également la
comparaison à la solution solide (Ba,Sr)TiO3 élaborée par pulvérisation par faisceau d’ions et
leur application potentielle dans les capacités variables.
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