Etude de capacités en couches minces à base d'oxydes métalliques ...
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tel-00141132, version 1 - 11 Apr 2007<br />
Chapitre 2 : Elaboration <strong>de</strong> films <strong>minces</strong> <strong>de</strong> STO et BTO<br />
2.2. Applications<br />
STO et BTO sont <strong>en</strong>visagés pour un grand nombre d’applications prés<strong>en</strong>tées ici <strong>de</strong> manière<br />
non exhaustive.<br />
2.2.1. Filtres accordables <strong>en</strong> fréqu<strong>en</strong>ce<br />
En changeant le champ électrique appliqué <strong>à</strong> un matériau ferroélectrique, sa constante<br />
diélectrique peut fortem<strong>en</strong>t varier. Cette propriété peut être utilisée <strong>en</strong> couplant un matériau<br />
ferroélectrique avec un matériau supraconducteur pour réaliser <strong>de</strong>s dispositifs<br />
supraconducteurs accordables.<br />
STO et BTO prés<strong>en</strong>t<strong>en</strong>t un faible désaccord <strong>de</strong> maille avec <strong>de</strong>s oxy<strong>de</strong>s supraconducteurs tels<br />
YBa2Cu3O7-x ou LaNiO3 et sont donc <strong>de</strong>s candidats intéressants pour la réalisation <strong>de</strong><br />
dispositifs hyperfréqu<strong>en</strong>ces. Ainsi STO est employé comme substrat et BTO joue le rôle <strong>de</strong><br />
ferroélectrique dans les empilem<strong>en</strong>ts ferroélectrique/supraconducteur [24-26].<br />
2.2.2. Oxy<strong>de</strong> <strong>de</strong> grille <strong>de</strong>s transistors MOS<br />
STO et BTO sont étudiés <strong>en</strong> tant que remplaçants <strong>de</strong> l’oxy<strong>de</strong> <strong>de</strong> grille habituellem<strong>en</strong>t réalisé<br />
<strong>en</strong> SiO2. Grâce <strong>à</strong> leur constante diélectrique bi<strong>en</strong> plus élevée que celle du SiO2, ils permett<strong>en</strong>t<br />
<strong>de</strong> diminuer l’épaisseur équival<strong>en</strong>te d’oxy<strong>de</strong> <strong>de</strong> grille et donc <strong>de</strong> gagner <strong>en</strong>core <strong>en</strong> surface par<br />
rapport au transistor MOS classique avec SiO2. La pérovskite est déposée directem<strong>en</strong>t sur<br />
silicium [27-30].<br />
L’un <strong>de</strong>s chall<strong>en</strong>ges dans l’utilisation <strong>de</strong> ces matériaux <strong>en</strong> tant qu’oxy<strong>de</strong> <strong>de</strong> grille est la<br />
maîtrise <strong>de</strong> l’interface Si/oxy<strong>de</strong> [31-33]. En effet, le Si a t<strong>en</strong>dance <strong>à</strong> s’oxy<strong>de</strong>r <strong>en</strong> réagissant<br />
avec le diélectrique. Il se forme alors une couche interfaciale prés<strong>en</strong>tant une constante<br />
diélectrique moins élevée que celle du matériau pérovskite. La maîtrise <strong>de</strong> la croissance du<br />
diélectrique est donc primordiale.<br />
2.2.3. Con<strong>de</strong>nsateurs planaires MIM<br />
Une fois <strong>en</strong>core, grâce <strong>à</strong> leur constante diélectrique élevée, STO et BTO doiv<strong>en</strong>t permettre <strong>de</strong><br />
miniaturiser les composants (<strong>capacités</strong> intégrées, DRAM). Ils sont souv<strong>en</strong>t déposés sur<br />
substrat Pt/Ti/SiO2/Si pour ces applications car le Pt est inerte chimiquem<strong>en</strong>t et stable <strong>en</strong><br />
température. L’état <strong>de</strong> l’art <strong>de</strong>s <strong>capacités</strong> MIM <strong>à</strong> <strong>base</strong> <strong>de</strong> STO et BTO sera traité plus <strong>en</strong><br />
détails par la suite (cf 2.3).<br />
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