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
En ce qui concerne le STO (Tableau 2-2), les techniques de dépôt par voie chimique
requièrent en général des températures d’élaboration (dépôt ou recuit) plus élevées (entre 550
et 800°C) que les techniques de dépôt par voie physique (entre 350 et 540°C) à l’exception du
dépôt de STO par IBS multicible présenté ici pour lequel la température de recuit atteint
700°C pour obtenir une constante diélectrique de 219 [44]. Il semble que les dépôts par voie
physique soient donc plus adaptés à une intégration Above IC.
Les valeurs de constante diélectrique varient entre 70 et 370, la plupart d’entre elles se situant
entre 150 et 260.
De nombreux auteurs ont étudié l’influence de l’épaisseur sur les propriétés électriques du
STO [13,39,44,45,47,49,50,60]. Ils ont montré que la constante diélectrique diminue lorsque
l’épaisseur de STO diminue (Figure 2-15), particulièrement pour les couches les plus fines et
que les pertes, au contraire, augmentent. L’hypothèse la plus couramment avancée est la
formation à l’interface métal/STO d’une couche de plus faible constante diélectrique.
Figure 2-15 : Influence de l’épaisseur de STO sur sa constante diélectrique. [60]
En terme de pertes, les valeurs de tan δ varient de moins de un à quelques pourcents en
général. Les données sur les courants de fuite sont souvent de l’ordre de 10 -7 A/cm² mais pour
des tensions inférieures à 5 V (tension d’alimentation).
Dans le cas du BTO (Tableau 2-3), on ne retrouve pas la différence de température observée
pour le STO, entre dépôts par voie physique et dépôts par voie chimique. Les températures
d’élaboration nécessaires pour obtenir une forte constante diélectrique sont plus élevées que
pour le STO (entre 500 et 800°C). Ces températures sont encore trop élevées en vue d’une
intégration Above IC. Les valeurs de constante diélectrique sont plus disparates que dans le
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