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

tel-00141132, version 1 - 11 Apr 2007
Chapitre 2 : Elaboration de films minces de STO et BTO
Chapitre 2 : Elaboration de films minces de STO et BTO
Dans ce chapitre, nous présentons dans un premier temps les matériaux au cœur de notre
étude : SrTiO3 et BaTiO3. Nous abordons tout d’abord des considérations
cristallographiques, leur comportement électrique lorsqu’ils sont intégrés en structure MIM,
leurs applications potentielles ainsi qu’un état de l’art des capacités MIM à base de SrTiO3 et
BaTiO3.
Nous donnons ensuite un aperçu des techniques de dépôt les plus couramment utilisées pour
l’élaboration de couches minces de STO et BTO.
Enfin nous abordons l’élaboration des capacités MIM en présentant la technique que nous
avons employée pour déposer SrTiO3 et BaTiO3, à savoir la pulvérisation par faisceau d’ions
(IBS pour Ion Beam Sputtering), ainsi que les empilements réalisés.
Sommaire___________________________________________________________
1. Les pérovskites : STO et BTO .....................................................................................40
1.1. Classification des cristaux .....................................................................................40
1.2. La structure pérovskite..........................................................................................41
1.3. Considérations cristallographiques ........................................................................42
1.3.1. BaTiO3..........................................................................................................42
1.3.2. SrTiO3...........................................................................................................44
2. STO et BTO : comportement et applications................................................................45
2.1. Comportement électrique ......................................................................................45
2.1.1. Généralités ....................................................................................................45
2.1.2. Effet de la taille de grain................................................................................46
2.1.3. Influence de la fréquence...............................................................................47
2.1.4. Champ appliqué et non linéarité ....................................................................48
2.1.5. Influence de la stœchiométrie ........................................................................49
2.1.6. Influence de l’épaisseur du film.....................................................................50
2.1.7. Effet des contraintes ......................................................................................51
2.1.8. Mécanismes de conduction – Courants de fuite .............................................53
2.2. Applications..........................................................................................................55
2.2.1. Filtres accordables en fréquence ....................................................................55
2.2.2. Oxyde de grille des transistors MOS..............................................................55
2.2.3. Condensateurs planaires MIM .......................................................................55
2.2.4. Autres applications........................................................................................56
2.3. Etat de l’art des MIM STO et BTO .......................................................................56
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