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

tel-00141132, version 1 - 11 Apr 2007
Chapitre 1 : Problématique
2.3.2. Linéarité en tension
Les capacités MIM doivent avoir une valeur de capacité constante lorsque la tension
appliquée varie (régime d’accumulation). En réalité ceci n’est pas respecté et on observe une
légère variation de la capacité. Cette variation de la capacité en fonction de la polarisation
appliquée aux bornes d’un condensateur MIM est appelée non linéarité en tension. Elle suit
généralement une loi polynomiale du second degré :
C( V ) = C0
( α V ² + βV
+ 1)
Équation 1-12
Où C0 est la capacité mesurée à 0 V et α et β sont respectivement les coefficients quadratique
(exprimé en ppm/V²) et linéaire (exprimé en ppm/V) de la capacité.
Les origines physiques de ces coefficients sont assez mal connues. La concavité de la courbe
C-V sera positive ou négative selon l’importance de chacune de ces contributions. La Figure
1-7 présente des exemples de courbes C(V) ayant des courbures différentes selon le
diélectrique employé dans la structure MIM, BaTiO3 et Y2O3. On note également que
l’amplitude des effets n’est pas la même pour ces deux matériaux : BaTiO3 présente une non
linéarité bien plus grande que Y2O3.
Figure 1-7 : Courbes C(V) observées dans des structures MIM
En pratique on étudie la linéarité en tension en calculant la capacité normalisée, ΔC/C0 qui est
égale à :
a) BaTiO3 : courbure négative [10] b) Y2O3 : courbure positive [11]
ΔC
C(
V ) − C0
= = α V ² + βV
C C
0
0
Équation 1-13
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