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
cas du STO, et peuvent varier d’un ordre de grandeur : la valeur la moins élevée est égale à
100 [53] alors que la plus élevée dépasse 1000. En effet, Nakazawa et al. [54] ont obtenu une
constante diélectrique de 1040 pour une couche de BTO déposée par MOCVD sur Pt.
Contrairement au STO, on trouve peu d’études concernant l’influence de l’épaisseur de BTO
sur la constante diélectrique. Hsi et al. [59] ont montré que la diminution de l’épaisseur est
néfaste à la constante diélectrique du BTO. Ils attribuent ce résultat à la diminution de la taille
des cristallites. Les courants de fuite sont également accrus pour les couches plus fines.
Les pertes sont en général plus faibles pour le BTO que pour le STO. La plupart des études
présentent des résultats de pertes en courant continu. Les valeurs de tan δ sont très souvent
inférieures à 5%. En terme de courants de fuite, les meilleurs résultats sur BTO sont obtenus
par Hsi et al. [59] avec une densité de courant inférieure à 10 -9 A/cm² à 5V mais les valeurs de
densité sont en général de l’ordre de 10 -7 A/cm² à 5 V.
Qu’il s’agisse des couches de STO ou de BTO, il ne semble pas qu’il y ait de différence de
valeur de constante diélectrique selon que le dépôt est réalisé par voie chimique ou par voie
physique.
En général, lorsque la température d’élaboration (dépôt ou recuit) augmente, la constante
diélectrique augmente également [46,47,51,57]. Ceci s’explique par une amélioration de la
cristallinité des couches avec la température. Une meilleure cristallisation permet également
de diminuer les courants de fuite dans certains cas [51,53]. Toutefois, des températures trop
élevées peuvent parfois dégrader le film (apparition de fissures) ainsi que ses propriétés
électriques [52].
La littérature fournit très peu de données en ce qui concerne les tensions de claquage. Seules
quelques publications concernant le BTO renseignent sur ce point :
• Jia et al. [57] donnent un champ de claquage de 0,7 MV/cm pour une capacité MIM
Pd/BTO/Pd,
• Roy et al. [61] fournissent un champ de claquage de 0,5 MV/cm pour une capacité
MIM Au/BTO(330nm)/Pt.
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